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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 un'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 l'informazione genetica all'interno del nucleo di una cellula. È composto da basi nucleotidiche quali adenina, citosina, guanina e timina, organizzate a doppia elica. Le due catene di questa doppia elica sono legate da un legame idrogeno. Per replicare, il DNA spezza questo legame, in modo che ogni filo possa separarsi e unirsi a un altro filamento. L'RNA, o acido ribonucleico, contiene adenina, citosina e uracile. Come 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 lega a una sezione di DNA e segnala al DNA che esso si rilassa. L'enzima legge il DNA e indica la sintesi di una sedia RNA complementare.
lipidi
I lipidi sono un grande gruppo di molecole organiche, che comprendono grassi, cere, fosfolipidi e steroidi. Tutti loro sono idrofobi o insolubili in acqua. In termini di metaboliti primari, il termine "lipidi" di solito si riferisce a grassi e steroidi. Un organello chiamato reticolo endoplasmatico liscio produce grassi attraverso la sintesi della disidratazione combinando una molecola di glicerolo e tre di acidi grassi. Gli steroidi sono costituiti da quattro strutture idrocarburiche fuse, chiamate anelli cicloalcano; le cellule specializzate sintetizzano steroidi specifici da 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, l'informazione genetica del DNA viene copiata nell'RNA messaggero (mRNA). L'mRNA, quindi, si sposta dal nucleo della cellula ai ribosomi, che sono strutture situate nel citoplasma che producono proteine. Nella fase di traduzione, i ribosomi ammettono gli amminoacidi a formare le proteine, secondo le istruzioni dell'mRNA.