Les macromolécules sont des polymères de forte masse molaire (généralement supérieure à 5 000 Daltons, soit 5 000 g.mol-1). Il y a des glucides, des acides nucléiques, des protéines et des polyphénols pour l’essentiel.
Les macromolécules glucidiques sont des polymères d’oses reliés par une liaison osidique ou éther oxyde (liaison par condensation de deux fonctions hydroxyles). Ces polymères sont souvent formés par la répétition d’un même motif (ex : la cellulose est un polymère de glucose en β1-4).
Ces polymères ont soit un rôle structural (ex : cellulose et chitine), soit un rôle de réserve énergétique (ex : amidon et glycogène). Les polymères non monotones d’oses peuvent avoir un rôle informationnel (ex : le glycocalyx).
Les acides nucléiques sont des polymères de nucléotides reliés par liaison phosphodiester catalysée à l’extrémité 3’OH par une ADN ou une ARN polymérase. Ces acides nucléiques sont porteurs d’une séquence et sont les vecteurs d’information
du vivant, l’ADN étant le support de l’information génétique des cellules et de certains virus, tandis que les ARN sont les produits de la transcription de l’ADN et permet la synthèse des protéines au sens large par coopération lors de la traduction. Les microARN ont eux un rôle de contrôle de l’expression de l’information génétique.
Les protéines sont des polymères d’acides aminés reliés par liaison peptidique (-CO-NH-) catalysée par les ARNr de la grande sous-unité des ribosomes. Les protéines sont le produit de l’expression des gènes et réalisent différentes fonctions dans les cellules à l’origine de son phénotype.
Les polyphénols sont des polymères formés par réticulation de monolignols, des dérivés d’un acide aminé nommé phénylalanine. En se fixant à la cellulose par étherification, les polyphénols contribuent à la rigidification des parois végétales et rendent les tissus imputrescibles. Ils protègent également contre l’agression par des phytophages ou des pathogènes, la lignine étant peu digestible par la majorité des organismes et les tannins étant des composés toxiques pour la plupart des phytophages.