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Il termine macro deriva dalla parola greca che significa “grande”, e le macromolecole infatti si distinguono sia per le loro dimensioni che per il loro ruolo indispensabile nella vita. Queste quattro classi – carboidrati, proteine, lipidi e acidi nucleici – sono polimeri costituiti da subunità ripetute che si uniscono per formare macromolecole funzionali. Ogni subunità e ogni polimero risultante ha un nome chimico specifico che ne riflette la struttura e la funzione.
L’unità fondamentale dei carboidrati è lo zucchero semplice glucosio. Le variazioni nel modo in cui le molecole di glucosio si legano tra loro danno origine a polisaccaridi distinti. Ad esempio, i legami α‑1,4‑glicosidici producono amilosio, mentre una miscela di legami α‑1,4 e α‑1,6 produce amilopectina, entrambi componenti chiave dell'amido. Nelle piante, la struttura portante della cellulosa, composta esclusivamente da unità di glucosio legate da legami β‑1,4, fornisce rigidità strutturale alle pareti cellulari.
Le proteine sono assemblate da 20 aminoacidi standard, tra cui glicina, leucina e triptofano. La sequenza di questi amminoacidi determina il nome chimico unico di una proteina e il suo ruolo biologico. Esempi di proteine ben note includono la cheratina, che costituisce la struttura strutturale dei capelli, e il collagene, la proteina collagena primaria nei tendini e nei tessuti connettivi.
I lipidi, comunemente indicati come grassi, sono trigliceridi, molecole formate quando il glicerolo collega tre catene di acidi grassi attraverso legami estere. Gli stessi acidi grassi sono lunghe catene di idrocarburi ricoperte da un gruppo carbossilico e il loro livello di saturazione influenza le proprietà fisiche del lipide.
Il DNA (acido desossiribonucleico) e l'RNA (acido ribonucleico) sono gli acidi nucleici più familiari. Ciascuna subunità nucleotidica comprende un gruppo fosfato, uno zucchero a cinque atomi di carbonio (desossiribosio nel DNA, ribosio nell'RNA) e una base azotata:adenina, timina (DNA), citosina, guanina o, nell'RNA, uracile. Questi elementi costitutivi si polimerizzano in filamenti che immagazzinano informazioni genetiche e guidano la sintesi proteica.
