תוֹכֶן
כל היצורים החיים עשויים ממולקולות. בביולוגיה, ישנם ארבעה סוגים עיקריים של מולקולות גדולות הנקראות מקרומולקולות המשמשות את גופנו. מקרומולקולות אלה נחשבות פולימרים, או שרשראות גדולות של אבני בניין הנקראות מונומרים, אשר בנויות על ידי התאים שלנו באופן כימי כדי להשתמש בהן כאוכל ואנרגיה. מקרומולקולות אלה הן פחמימות, חלבונים, ליפידים וחומצות גרעין. כל מחלקה מקרומולקולה מורכבת ממתקני מונומר שונים, אך כולם מכילים את הפחמן, החנקן, המימן וחמצן האטומים.
פחמימות
פחמימות הן תרכובות אורגניות הכוללות סוכרים, עמילנים, גליקוגן ותאית. הצורה הפשוטה ביותר של פחמימות היא מונומר מולקולה סוכר כגון גלוקוז או פרוקטוז, המכונה גם monosaccharide, אשר עשוי פחמן טבעת, חמצן ואלמנטים מימן. דיכצרידים כמו סוכרוז עשויים סוכרים ושני מונוסכרידים: מולקולת גלוקוז ומולקולה פרוקטוז. סוכרים כגון עמילן, תאית וגליקוגן הם שרשראות ארוכות ומורכבות של מונוסכרידים שנבנו יחד. בגופנו, סוכרים פשוטים משמשים אנרגיה מיידית ורוב סוכרים נשברים לאט לתוך סוכרים פשוטים לתת מקור יציב של אנרגיה לאורך זמן. תאית לא משמש אנרגיה, אבל תמיכה מבנית של קירות התא של צמחים.
ליפידים
ליפידים הם ביומולקולות הכוללות שומנים, שמנים, פוספוליפידים וסטרואידים. יש להם מבנים שונים, אבל כולם מולקולות גדולות המורכבות מרשתות של אלמנטים לא פולריים פחמן ומימן, מה שהופך אותם הידרופובי, או לא עולה בקנה אחד עם מים. שומנים ושמנים נקראים טריגליצרידים, אשר עשויים מונומרים הנקראים חומצות שומן וגליצרין. טריגליצרידים משתנים בצורה ובאורך על פי סוג ומספר קשרי פחמן ומימן. וריאציות אלה קובעות האם השומן רווי, אינו רווי או רב בלתי רווי. פוספוליפידים דומים מאוד לטריגליצרידים פרט לכך שהם מכילים קבוצת פוספט. בגופנו, הטריגליצרידים פועלים כאחסון אנרגיה, ופוספוליפידים משמשים להיווצרותם של קרום התא.
חלבונים
חלבונים הם קבוצה גדולה מאוד, מורכבת ומגוונים של מולקולות. חלבונים הם פולימרים עשויים שרשראות של מונומרים הנקראים חומצות אמינו מקופלות מבנים שונים. ישנם 20 חומצות אמינו שונות, שהן מבנים שנוצרו על ידי קבוצות הכימיקלים והאמינים, וכן אחד האזורים המשתנים הנקראים קבוצת R או מבנה שרשרת הצד. יש ארבע רמות של מבנה החלבון: ראשוני, משני, שלישוני ורביעוני, כל רמה עולה במורכבות הקיפול ומחייבת בין שרשרות חומצות האמינו. הצורה המקופלת הסופית של הפולימרים היא הקובעת את תפקוד החלבון בגוף. כמה פונקציות חלבון כוללים אנזימים, נוגדנים, קולטני הורמונים, נוירוטרנסמיטורים, שיער, מסמרים ומבנה שרירים, חילוף חומרים, תנועה ועוד.
חומצות גרעין
חומצות גרעין הן מולקולות הכוללות חומצה deoxyribonucleic (DNA) וחומצה ribonucleic (RNA). חומצות גרעין מורכבות מרשתות של מונומרים הנקראים נוקלאוטידים, שהם מבנים כימיים הכוללים טבעת של פחמן 5, קבוצה של פוספטים ואחד מארבעת הבסיסים המכילים חנקן: אדנין (A), גואנין (G), ציטוזין (C) או תימידין (T). ב RNA, thymidine הוא החליף עם uracil (U). הדנ"א מורכב משתי שרשראות ארוכות של מונומרים אלה בהזמנות שונות, בסליל כפול או במבנה מעוות. RNA שונה מ- DNA על ידי בעל רק אחד strand ומכיל אחד ribose סוכר מולקולה במקום אחד deoxyribose. DNA מספק את ההוראות הגנטיות או דיאגרמות של כל פעילות הסלולר בגוף. הדנ"א מתעתע לתוך RNA אשר בתורו עושה חלבונים.