Generalmente con il termine "macromolecola" si intende un polimero, ovvero un insieme di molecole complesse formate da unità ripetute di sostanze semplici che prendono il nome di monomeri. I monomeri possono essere considerati come “mattoncini”, singoli pezzi che permettono di costruire strutture più grandi e diversificate. Le macromolecole costituiscono le componenti principali di tutte le cellule e la loro combinazione è alla base della diversità cellulare.
Una classificazione molto generica delle macromolecole permette di individuare alcune macro-tipologie: le proteine, i polisaccaridi, i lipidi e gli acidi nucleici.
Proteine
Le proteine sono polimeri di amminoacidi, uniti fra loro da legami peptidici.
Esistono due tipi principali:
- proteine fibrose (es. collagene, elastina): hanno funzione strutturale (per esempio, formano il citoscheletro di una cellula) e sono caratterizzate da una forma allungata;
proteine globulari (enzimi, trasportatori, ormoni, anticorpi): assumono una forma 3D che permette loro di svolgere i diversi ruoli che hanno nella cellula. Le proteine globulari più importanti sono gli enzimi, che mediano reazioni chimiche altrimenti impossibili o troppo lente.
Polisaccaridi
I polisaccaridi sono costituiti da più sub-unità di carboidrati, unite fra loro da legami covalenti. I polissaccaridi possono avere funzione di riserva o di deposito (come nel caso dell'amido e del glicogeno), oppure vengono legati a proteine per funzioni di protezione o di riconoscimento.
Lipidi
I lipidi sono molecole principalmente apolari, in grado di costituire membrane plasmatiche (fosfolipidi) o di avere funzioni di segnalazione cellulare (ormoni steroidei).
Acidi nucleici
Gli acidi nucleici hanno una funzione unica tra i polimeri. Sono, infatti, dei polimeri informazionali, perché la loro sequenza di monomeri e nucleotidi contiene le istruzioni di base per le funzioni biologiche, come l’assemblaggio delle macromolecole stesse. Gli acidi nucleici sono il DNA (acido desossiribonucleico) e l’RNA (acido ribonucleico).