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Tutti gli esseri viventi sono fatti di molecole. In biologia, ci sono quattro classi principali di grandi molecole chiamate macromolecole che sono usate nei nostri corpi. Queste macromolecole sono considerate polimeri, o grandi catene di blocchi di costruzione chiamati monomeri, che sono chimicamente costruite dalle nostre cellule per essere utilizzate come cibo ed energia. Queste macromolecole sono carboidrati, proteine, lipidi e acidi nucleici. Ogni classe di macromolecole è composta da diverse subunità di monomero, ma tutte contengono gli atomi di carbonio, azoto, idrogeno e ossigeno.
carboidrati
I carboidrati sono composti organici che comprendono zuccheri, amidi, glicogeno e cellulosa. La forma più semplice di carboidrato è un monomero di molecole di zucchero come glucosio o fruttosio, chiamato anche monosaccaride, che è costituito da un anello di carbonio, ossigeno e elementi di idrogeno. I disaccaridi come il saccarosio sono costituiti da zuccheri e due monosaccaridi: una molecola di glucosio e una molecola di fruttosio. I polisaccaridi come l'amido, la cellulosa e il glicogeno sono catene lunghe e complesse di monosaccaridi costruite insieme. Nei nostri corpi, gli zuccheri semplici sono usati come energia immediata e la maggior parte dei polisaccaridi viene lentamente scomposta in zuccheri semplici per dare una fonte stabile di energia nel tempo. La cellulosa non viene utilizzata per l'energia, ma per il supporto strutturale delle pareti cellulari delle piante.
lipidi
I lipidi sono biomolecole che includono grassi, oli, fosfolipidi e steroidi. Hanno strutture diverse, ma sono tutte molecole grandi composte da catene di elementi non polari carbonio e idrogeno, che le rendono idrofobiche o incompatibili con l'acqua. I grassi e gli olii sono chiamati trigliceridi, che sono fatti da monomeri chiamati acidi grassi e glicerina. I trigliceridi variano in forma e lunghezza in base al tipo e al numero di legami di carbonio e idrogeno. Queste variazioni determinano se il grasso è saturo, insaturo o polinsaturo. I fosfolipidi sono molto simili ai trigliceridi ad eccezione del fatto che contengono un gruppo fosfato. Nei nostri corpi, i trigliceridi agiscono come accumulo di energia e i fosfolipidi vengono utilizzati nella formazione delle membrane cellulari.
proteine
Le proteine sono un gruppo di molecole molto grande, complesso e diversificato. Le proteine sono polimeri fatti da catene di monomeri chiamati amminoacidi che sono piegati in diverse strutture. Vi sono 20 diversi amminoacidi, che sono strutture formate dai gruppi di ammine chimiche e carbossili, nonché una delle regioni variabili chiamata gruppo R o una struttura a catena laterale. Ci sono quattro livelli di struttura della proteina: primaria, secondaria, terziaria e quaternaria, ogni livello aumenta in complessità pieghevole e legame tra le catene di amminoacidi. L'ultima forma piegata dei polimeri è ciò che determina la funzione della proteina nel corpo. Alcune funzioni proteiche includono enzimi, anticorpi, recettori ormonali, neurotrasmettitori, capelli, unghie e struttura muscolare, metabolismo, movimento e altro ancora.
Acidi nucleici
Gli acidi nucleici sono molecole che includono acido desossiribonucleico (DNA) e acido ribonucleico (RNA). Gli acidi nucleici sono costituiti da catene di monomeri chiamati nucleotidi, che sono strutture chimiche che includono un anello di zucchero di carbonio 5, un gruppo di fosfati e una delle quattro basi contenenti azoto: adenina (A), guanina (G), citosina (C) o timidina (T). In RNA, la timidina è sostituita con uracile (U). Il DNA è costituito da due lunghe catene di questi monomeri in ordini diversi, a doppia elica o a formazione attorcigliata. L'RNA differisce dal DNA avendo un solo filamento e contiene una molecola di zucchero ribosio al posto di una dal desossiribosio. Il DNA fornisce le istruzioni genetiche oi diagrammi di tutte le attività cellulari nel corpo. Il DNA viene trascritto in RNA che a sua volta produce proteine.