Зміст
Основними метаболітами є біологічні сполуки, необхідні для росту, розвитку та відтворення живих організмів. Вони включають вуглеводи, білки, ліпіди і нуклеїнові кислоти. Хоча обговорення основних метаболітів, як правило, зосереджені на біології рослин, всі живі організми мають ці сполуки.
Вуглеводи
Вуглеводи, або сахариди, є цукрами різної хімічної складності. Вони можуть мати одну одиницю цукру (моносахариди) або дві (дисахариди). Вуглеводи, утворені великими ланцюгами моносахаридів, називаються полісахаридами: крохмалі є найбільш поширеними сполуками цього типу. Рослини виробляють вуглеводи за допомогою фотосинтезу: вони використовують енергію сонячного світла для перетворення вуглекислого газу і води в цукор і кисень.
Нуклеїнові кислоти
ДНК, або дезоксирибонуклеїнова кислота, зберігає генетичну інформацію всередині ядра клітини. Вона складається з нуклеотидних основ аденина, цитозина, гуаніна і тиміну, організованих у подвійну спіраль. Дві ланцюги цієї подвійної спіралі пов'язані водневою зв'язком. Для реплікації ДНК розриває цей зв'язок, так що кожна нитка може відокремлюватися і приєднуватися до іншої нитки. РНК, або рибонуклеїнова кислота, містить аденин, цитозин і урацил. Як посланник генетичної інформації, РНК має здатність переміщатися всередині клітин. Вона виробляється за допомогою транскрипції: у цьому процесі фермент зв'язується з ділянкою ДНК і сигналізує про ДНК для її розкручування. Фермент зчитує ДНК і вказує на синтез комплементарного РНК-стільця.
Ліпіди
Ліпіди є великою групою органічних молекул, які включають жири, воски, фосфоліпіди і стероїди. Всі вони гідрофобні або нерозчинні у воді. З точки зору первинних метаболітів, термін "ліпіди" зазвичай відноситься до жирів і стероїдів. Органела, що називається гладким ендоплазматичним ретикулом, продукує жири шляхом синтезу дегідратації шляхом об'єднання однієї молекули гліцерину і трьох жирних кислот. Стероїди складаються з чотирьох плавлених вуглеводневих структур, званих циклоалкановими кільцями; спеціалізовані клітини синтезують специфічні стероїди з холестерину. Наприклад, клітини яєчників перетворюють холестерин у естроген.
Білки
Білки є полімерними макромолекулами, що складаються з амінокислотних ланцюгів; необхідні для всіх клітинних функцій. Синтез білка має дві фази: транскрипцію і трансляцію. У фазі транскрипції генетична інформація ДНК копіюється в РНК-месенджер (мРНК). МРНК потім переходить від клітинного ядра до рибосом, які є структурами, розташованими в цитоплазмі, що продукує білки. На стадії трансляції рибосоми ланцюга амінокислот з утворенням білків, згідно інструкцій мРНК.