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Tous les êtres vivants sont constitués de molécules. En biologie, il existe quatre classes principales de grosses molécules appelées macromolécules qui sont utilisées dans notre corps. Ces macromolécules sont considérées comme des polymères, ou de grandes chaînes de blocs de construction appelés monomères, qui sont construits chimiquement par nos cellules pour être utilisés comme nourriture et énergie. Ces macromolécules sont des glucides, des protéines, des lipides et des acides nucléiques. Chaque classe de macromolécule est composée de différentes sous-unités de monomères, mais toutes contiennent les atomes de carbone, d'azote, d'hydrogène et d'oxygène.
Les glucides
Les glucides sont des composés organiques qui comprennent les sucres, les amidons, le glycogène et la cellulose. La forme la plus simple d'hydrate de carbone est un monomère de molécule de sucre tel que le glucose ou le fructose, également appelé monosaccharide, qui est composé d'un anneau d'éléments carbone, oxygène et hydrogène. Les disaccharides tels que le saccharose sont des sucres et deux monosaccharides: un glucose et une molécule de fructose réunis.Les polysaccharides comme l'amidon, la cellulose et le glycogène sont des chaînes longues et complexes de monosaccharides construits ensemble. Dans notre corps, les sucres simples sont utilisés comme énergie immédiate et la plupart des polysaccharides sont lentement décomposés en sucres simples pour fournir une source d'énergie stable au fil du temps. La cellulose n'est pas utilisée pour l'énergie, mais pour le soutien structurel des parois cellulaires végétales.
Lipides
Les lipides sont des biomolécules qui comprennent des graisses, des huiles, des phospholipides et des stéroïdes. Ils ont des structures différentes, mais ce sont toutes de grosses molécules constituées de chaînes d'éléments non polaires carbone et hydrogène, les rendant hydrophobes, voire incompatibles avec l'eau. Les graisses et les huiles sont appelées triglycérides, qui sont constituées de monomères appelés acides gras et glycérine. Les triglycérides varient en forme et en longueur en fonction du type et du nombre de liaisons carbone et hydrogène. Ces variations déterminent si la graisse est saturée, insaturée ou polyinsaturée. Les phospholipides sont très similaires aux triglycérides, sauf qu'ils contiennent un groupe phosphate. Dans notre corps, les triglycérides agissent comme stockage d'énergie et les phospholipides sont utilisés dans la formation des membranes cellulaires.
Protéines
Les protéines constituent un groupe de molécules très vaste, complexe et diversifié. Les protéines sont des polymères constitués de chaînes de monomères appelés acides aminés qui sont repliés en différentes structures. Il existe 20 acides aminés différents, qui sont des structures formées par les groupes chimiques amine et carboxyle, ainsi que l'une des 20 régions variables appelées le groupe R ou une structure de chaîne latérale. Il existe quatre niveaux de structure protéique: primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire, chaque niveau augmentant en complexité du repliement et de liaison entre les chaînes d'acides aminés. La forme pliée finale des polymères est ce qui détermine la fonction de la protéine dans le corps. Certaines fonctions protéiques comprennent les enzymes, les anticorps, les récepteurs hormonaux, les neurotransmetteurs, les cheveux, les ongles et la structure musculaire, le métabolisme, le mouvement et plus encore.
Acides nucléiques
Les acides nucléiques sont des molécules qui comprennent l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN). Les acides nucléiques sont constitués de chaînes de monomères appelés nucléotides, qui sont des structures chimiques comprenant un cycle sucre carbone 5, un groupe de phosphates et l'une des quatre bases azotées: adénine (A), guanine (G), cytosine (C) ou la thymidine (T). Dans l'ARN, la thymidine est remplacée par l'uracile (U). L'ADN est constitué de deux longues chaînes de ces monomères dans des ordres différents, en double hélice ou en formation torsadée. L'ARN diffère de l'ADN en ce qu'il n'a qu'une seule bande et contient une molécule de sucre ribose à la place d'une molécule de désoxyribose. L'ADN fournit des instructions génétiques ou des diagrammes de toutes les activités cellulaires du corps. L'ADN est transcrit en ARN, qui à son tour fabrique des protéines.
