Совершенно очевидно, что когда вы видите или слышите слово «углеводы», первое, о чем вы думаете, это «еда» и, возможно, более конкретно: «что-то в еде, от которой многие люди хотят избавиться». «Lo-carb» и «no-carb» стали модными словечками для похудения в начале 21-го века, а термин «карбоновая нагрузка» существует в сообществе выносливых видов спорта с 1970-х годов. Но на самом деле углеводы - это гораздо больше, чем просто источник энергии для живых существ.

Как и углеводы, белки являются частью повседневной лексики большинства людей, поскольку они служат в качестве так называемых макронутриентов. Но белки невероятно универсальны, гораздо больше, чем углеводы. Фактически, без белков не было бы углеводов или липидов, потому что ферменты, необходимые для синтеза (а также для расщепления) этих молекул, сами являются белками.

Липиды представляют собой разнообразный набор макромолекул, но все они имеют общую черту гидрофобности; то есть они не растворяются в воде. Это потому, что липиды электрически нейтральны и, следовательно, неполярны, тогда как вода является полярной молекулой. Липиды включают триглицериды (жиры и масла), фосфолипиды, каротиноиды, стероиды и воски. Они в основном участвуют в формировании и стабильности клеточной мембраны, образуют части гормонов и используются в качестве хранимого топлива. Жиры, тип липидов, являются третьим типом макроэлементов, с углеводами и белками, которые обсуждались ранее. За счет окисления их так называемых жирных кислот они поставляют 9 калорий на грамм, в отличие от 4 калорий на грамм, которые содержатся в углеводах и жирах.

Нуклеиновые кислоты включают дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) и рибонуклеиновую кислоту (РНК). Они очень похожи структурно, так как оба являются полимерами, в которых мономерные звенья являются нуклеотидами. Нуклеотиды состоят из пентозной сахарной группы, фосфатной группы и азотистой основной группы. Как в ДНК, так и в РНК эти основания могут быть одного из четырех типов; в противном случае все нуклеотиды ДНК идентичны, как и нуклеотиды РНК.

Мономеры составляют основу макромолекул, которые поддерживают жизнь и обеспечивают искусственные материалы. Мономеры группируются вместе, образуя длинные цепи макромолекул, называемые полимерами. Различные реакции приводят к полимеризации, обычно через катализаторы. Многочисленные примеры мономеров существуют в природе или используются в промышленности для создания новых макромолекул.