Nella cellula si trovano circa trenta elementi chimici, che compongono tutta la materia vivente. Sette di questi, ossigeno (O), carbonio (C), idrogeno (H), azoto (N), calcio (Ca), fosforo (P) e zolfo (S), costituiscono oltre il 99% della massa cellulare, mentre gli altri sono presenti in quantità minori o minime, ma comunque necessarie allo svolgimento delle funzioni della cellula.Alcuni elementi sono presenti come costituenti di sali minerali (per esempio, cloruro di sodio o di potassio, solfato di calcio o di magnesio), perlopiù sotto forma di elettroliti (i cosiddetti ioni inorganici). Ossigeno e idrogeno sono in massima parte legati nella molecola dell’acqua (H2O), che infatti è la sostanza che più abbonda nella cellula: costituisce circa il 70% del suo peso ed è il mezzo in cui avvengono la maggior parte delle reazioni chimiche. Inoltre l’acqua è importante per l’equilibrio termico della cellula e degli organismi in genere, contribuendo al mantenimento costante della temperatura.Le altre sostanze che compongono la cellula si dividono in due categorie: le piccole molecole organiche e le macromolecole. La distinzione fra le due categorie è data dalle dimensioni e dall’organizzazione strutturale.Le piccole molecole organiche (o monomeri) generalmente sono costituite da meno di 50 atomi. Fanno parte di questo gruppo i carboidrati (zuccheri) semplici, i lipidi (grassi), gli aminoacidi (unità base per la costituzione delle proteine), i nucleotidi (costituenti degli acidi nucleici depositari dell’informazione genetica) e le vitamine. Le macromolecole (o polimeri) sono composte da più piccole molecole organiche, uguali o diverse, unite da legami stabili (legami covalenti) a formare delle catene o strutture più complesse. Le macromolecole sono caratteristiche della materia vivente; fanno parte di questo gruppo i carboidrati più complessi (per esempio, il glicogeno), le proteine e gli acidi nucleici (RNA, DNA). Vediamo ora in breve alcune caratteristiche delle più importanti sostanze della materia vivente.
