Biokémia

Az életműködéshez szükséges anyagok többségét szerves molekulák építik fel. A biokémiában fontos alapanyagok sokszor hosszú láncba rendeződve veszik fel a megfelelő működéshez szükséges szerkezetüket. Az alábbiakban a fontosabb alkotóelemek felépítésébe nyerhetünk betekintést.
Nukleotidok

A DNS-t és RNS-t nukleotidok sorozata alkotja. A nukleotidok 3 részből épülnek fel kémiailag:
DNS

A DNS, hosszabb nevén a a DezoxiriboNukleinSav az előbb említett nukleotidok sorozatából áll. A nukleotidok sorrendje meghatározza a működéshez szükséges életfolyamatok lezajlását: fehérjék és RNS-ek termelődését, szabályozási elemek működését, de érdekes módon a DNS jelentősebb részének ismeretlen a funkciója. A nukleotidsorrend két azonos fajhoz tartozó egyed között kb. 0,1 %-ban különbözik. A DNS hosszú lánca kettős spirál alakba rendeződik: a két láncot csak hidrogén kötések tartják össze. A DNS bázisok meghatározott rend szerint párosodnak: az adenin a timinnel 2-szeres hidrogénkötést tud kialakítani, ezért mindig vele szembe kerül, a citozin a guaninnal 3-szoros hidrogénkötést tud kialakítani, ezért ezek is mindig egymással rendeződnek szembe. A kettős spirálba rendeződés rendkívül stabillá teszi a DNS-t, amire szükség is van, hiszen feladata a sejtosztódás során az információ pontos továbbörökítése.
RNS

Az RNS a DNS-hez nagyon hasonló szerkezetű, hiszen ezt is nukleotidok építik fel. Az RNS-ek RiboNukleinSavak, szerepük sokrétű a sejten belül. Általánosságban elmondható, hogy az RNS-eket a DNS kódolja csakúgy, mint a fehérjéket. Az RNS szerkezetét tekintve 4-féle ribonukleotidból áll: A, G, C, U. Az RNS-ek a DNS-nél jóval rövidebb szakaszokból állnak, és jellemzően egyszálú lánc alakítja őket (azaz a szerkezeti hasonlóság ellenére nem rendeződik kettős spirál alakba). Az RNS-ek lehetnek hírvívő RNS-ek (mRNS), transzfer RNS-ek (tRNS) és riboszomális RNS-ek (rRNS).
Aminosavak

A fehérjék építőelemei az aminosavak, melyek kémiailag mind α-amino-karbonsavak közé tartoznak. Az aminosavak oldalláncai változatos szerkezetűek lehetnek, például vannak köztük aromás oldalláncot tartalmazók, kéntartalmúak, de egyszerűbb szénlánccal rendelkezők is.
Az aminosavak oldalláncai miatt megkülönböztethetők poláris, hidrofób (víztasztító), savas vagy bázikus aminosavak. Az aminsavak közé tartozik például a glicin, alanin, fenilalanin.
Fehérjék

A fehérjéket összesen 20 féle α-aminosav különböző sorrendű hosszú láncai alkotják. Két aminosav kapcsolódásával létrejött molekulát peptidnek, a köztük lévő kötést pedig peptid kötésnek hívjuk.
A fehérjék polipeptidek, rendszerint több száz aminosav hosszú lánca. Az aminosavak változatos tulajdonságai miatt a fehérjeláncokra is jellemző, hogy hidrofób (víztaszító) vagy hidrofil-e (vízkedvelő), és ennek alapján megfelelő térszerkezetet vesznek fel a fehérjék: a sejt vizes közegében működő fehérjék a belsejükbe zárják a hidrofób aminosavakat, míg a külsejük hidrofil aminosavakban gazdag, a sejtmembránban, vagy egyéb víznélküli területeken működő aminosavak pedig a hidrofil aminosavakat zárják magukba, és a hidrofóbok találhatók meg a fehérje felszínén. Alakjukat tekintve többfélék lehetnek: globuláris, azaz gömb alakúak, vagy fibrilláris, fonalas alakúak. Funkciójuk, hogy kémiai átalakulásokat vigyenek végbe jellemzően a test hőmérsékletén, így alacsonyabb energiájú reakcióutat nyitnak meg olyan folyamatok lejátszódásához, amik egyébként is végbementek volna, csak sokkal lassabban, vagy magasabb hőmérsékleten, vagyis nagyobb energiabefektetés árán.
Szénhidrátok

A szénhidhrátok szintén fontos alapanyagai az életnek. Míg a növények különböző szénhidhrátokat (glükóz, keményítő, cellulóz) állítanak elő a felépítési folyamataikban, az emberi szervezet a táplálékkal elfogyasztott szénhidrátokban rejlő energiát használja fel az életműködéshez. A szénhidrátok 4 csoportba sorolhatók: monoszacharidok, diszacharidok, oligoszacharidok és poliszacharidok. A monoszacharidok közé tartozik például a glükóz, fruktóz, a diszacharidok közé a szacharóz (répacukor), laktóz, és a poliszacharidok között található a keményítő és a cellulóz.
Lipidek

A lipidek zsírban oldódó molekulák, melyek szerepe a sejtben sokféle lehet. Jellemzően lipidek alkotják a sejtfalat, és a többi sejtszervecske határoló rétegét is. A sejtfal felépítésében részt vevő lipideket foszfolipideknek hívjuk. Ezek apoláris hosszú láncból és poláris rövidebb fejből állnak.
Mivel az apoláris részek vízben nem oldhatók, a sejtekre jellemző vizes közegben egymás felé fordulva kettős membránréteget alakítanak ki a foszfolipidek, így körbezárhatók a vizes terek.