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I metaboliti primari sono composti biologici necessari per la crescita, lo sviluppo e la riproduzione degli organismi viventi. Includono carboidrati, proteine, lipidi e acidi nucleici. Sebbene le discussioni sui metaboliti primari si concentrino generalmente sulla biologia vegetale, tutti gli organismi viventi hanno questi composti.
Carboidrati
I carboidrati, o saccaridi, sono zuccheri di varia complessità chimica. Possono avere una unità di zucchero (monosaccaridi) o due (disaccaridi). I carboidrati formati da grandi catene di monosaccaridi sono chiamati polisaccaridi: gli amidi sono i composti più comuni di questo tipo. Le piante producono carboidrati attraverso la fotosintesi: usano l'energia della luce solare per convertire l'anidride carbonica e l'acqua in zucchero e ossigeno.
Acidi nucleici
Il DNA, o acido desossiribonucleico, immagazzina le informazioni genetiche all'interno del nucleo di una cellula. È costituito dalle basi nucleotidiche adenina, citosina, guanina e timina, organizzate a doppia elica. Le due catene di questa doppia elica sono tenute insieme da un legame idrogeno. Per replicarsi, il DNA rompe quel collegamento, in modo che ogni catena possa separarsi e unirsi a un'altra catena. L'RNA, o acido ribonucleico, contiene adenina, citosina e uracile. In quanto messaggero di informazioni genetiche, l'RNA ha la capacità di muoversi all'interno delle cellule. Viene prodotto attraverso la trascrizione: in questo processo, un enzima si unisce a una sezione del DNA e segnala al DNA di dispiegarsi. L'enzima legge il DNA e indica la sintesi di una sedia RNA complementare.
Lipidi
I lipidi sono un ampio gruppo di molecole organiche, che includono grassi, cere, fosfolipidi e steroidi. Tutti sono idrofobici o insolubili in acqua. In termini di metaboliti primari, il termine "lipidi" si riferisce spesso a grassi e steroidi. Un organello chiamato reticolo endoplasmatico liscio produce grassi attraverso la sintesi per disidratazione, combinando una molecola di glicerolo e tre di acidi grassi. Gli steroidi sono costituiti da quattro strutture idrocarburiche fuse, chiamate anelli cicloalcani; cellule specializzate sintetizzano steroidi specifici dal colesterolo. Ad esempio, le cellule ovariche convertono il colesterolo in estrogeni.
Proteine
Le proteine sono macromolecole polimeriche, composte da catene di amminoacidi; sono essenziali per tutte le funzioni cellulari. La sintesi proteica ha due fasi: trascrizione e traduzione. Nella fase di trascrizione, le informazioni genetiche dal DNA vengono copiate nell'RNA messaggero (mRNA). L'mRNA si sposta quindi dal nucleo cellulare ai ribosomi, che sono strutture situate nel citoplasma che producono proteine. Nella fase di traduzione, i ribosomi mettono insieme gli amminoacidi per formare proteine, secondo le istruzioni dell'mRNA.
