תוֹכֶן
מטבוליטים ראשוניים הם תרכובות ביולוגיות הדרושות לצמיחה, פיתוח ורבייה של אורגניזמים חיים. הם כוללים פחמימות, חלבונים, ליפידים וחומצות גרעין. למרות דיונים על מטבוליטים ראשוניים בדרך כלל להתמקד ביולוגיה של הצמח, כל אורגניזמים חיים יש תרכובות אלה.
פחמימות
פחמימות, או סכרידים, הם סוכרים בעלי מורכבות כימית משתנה. הם עשויים להיות יחידה אחת של סוכר (monosaccharides) או שניים (disaccharides). פחמימות שנוצרו על ידי שרשראות גדולות של monosaccharides נקראים סוכרים: עמילנים הם התרכובות הנפוצות ביותר מסוג זה. צמחים מייצרים פחמימות באמצעות פוטוסינתזה: הם משתמשים באנרגיה של אור השמש כדי להמיר פחמן דו חמצני ומים לסוכר וחמצן.
חומצות גרעין
DNA, או חומצה deoxyribonucleic, מאחסן את המידע הגנטי בתוך גרעין התא. הוא מורכב בסיסים נוקליאוטידים אדנין, ציטוזין, גואנין ותיימין, מאורגנים בסליל כפול. שתי השרשראות של סליל כפול זה קשורות קשר מימן. כדי לשכפל, ה- DNA שובר את הקשר הזה, כך שכל גדיל יכול להפריד ולהצטרף לגדיל אחר. RNA, או חומצה ribonucleic, מכיל אדנין, ציטוזין ו uracil. כמו שליח של מידע גנטי, RNA יש את היכולת לנוע בתוך התאים. הוא מיוצר באמצעות שעתוק: בתהליך זה, אנזים נקשר לחלק של דנ"א ומאותת על דנ"א כדי להתיר אותו. האנזים קורא את ה- DNA ומציין את הסינתזה של כיסא RNA משלים.
ליפידים
ליפידים הם קבוצה גדולה של מולקולות אורגניות, הכוללות שומנים, שעוות, פוספוליפידים וסטרואידים. כולם הידרופובי, או מסיס במים. במונחים של מטבוליטים ראשוניים, המונח "ליפידים" מתייחס בדרך כלל שומנים וסטרואידים. אברון הנקרא רטיקולום אנדופלאסמי חלק מייצר שומנים באמצעות סינתזת התייבשות על ידי שילוב של מולקולה אחת של גליצרול ושלוש חומצות שומן. סטרואידים מורכבים מארבעה מבנים פחמימנים מתמזגים, הנקראים טבעות cycloalkane; תאים מיוחדים לסנתז ספציפיים סטרואידים מ כולסטרול. לדוגמה, תאים בשחלות להמיר כולסטרול לאסטרוגן.
חלבונים
חלבונים הם מקרומולקולות פולימריות, המורכבות מרשתות חומצות אמיניות; חיוניים לכל הפונקציות הסלולר. לסינתזת החלבון יש שני שלבים: שעתוק ותרגום. בשלב השעתוק, המידע הגנטי של הדנ"א מועתק לרנ"א השליח (mRNA). ה- mRNA, אם כן, נע מתוך גרעין התא אל הריבוזומים, שהם מבנים הממוקמים בציטופלסמה המייצרים חלבונים. בשלב התרגום, הריבוזומים שרשרת חומצות אמינו כדי ליצור את החלבונים, על פי ההוראות mRNA.