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As principais moléculas orgânicas que estão presentes na célula são os carboidratos, compostos de açúcares simples; os lipídios, compostos de ácidos graxos; as proteínas, compostas por aminoácidos; e os ácidos nucléicos, compostos por macromoléculas. Os carboidratos são a principal fonte de energia do organismo, são formados fundamentalmente por moléculas de carbono, hidrogênio e oxigênio. Estão relacionados com o fornecimento de energia imediata para a célula e estão presentes em diversos tipos de alimentos. Podem ser divididos em monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. Já os lipídios são moléculas orgânicas formadas a partir de ácidos graxos, não solúveis em água, mas dissolvidos em solventes orgânicos. Muitas vezes os lipídios preocupam por estarem associadas a altos índices de colesterol no sangue, no entanto, eles exercem importantes funções no metabolismo. São os principais depósitos de energia. Podem ser encontrados livres nas células como reserva energética e são as moléculas mais eficientes como reserva energética. As proteínas são formadas por um conjunto de aminoácidos ligados entre si através de ligações peptídicas. Os aminoácidos são moléculas formadas por carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Elas atuam nas enzimas, capazes de acelerar uma determinada reação química; nos anticorpos , defendendo nosso corpo; no transporte de oxigênio, entre outras funções. Os ácidos nucléicos, por sua vez, são macromoléculas encontradas nas células, compostas por nucleotídeos. Sua função é controlar a síntese proteica, armazenando e transportando as informações genéticas através das moléculas de DNA e RNA.
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