Secondo il Dipartimento di Biologia dell'Indiana University Southeast, tutte e quattro le biomolecole primarie contengono carbonio. Ciò include acidi nucleici, lipidi, carboidrati e proteine. Tutte e quattro queste biomolecole sono molecole grandi e complesse che sfruttano la capacità degli atomi di carbonio di formare lunghe catene.
Anche gli organismi semplici e unicellulari sono incredibilmente complessi se paragonati a cose non viventi, come rocce o minerali. Di conseguenza, sono necessarie molecole complesse per mantenerle funzionanti. Il carbonio funziona come una "spina dorsale" efficace per tali molecole, poiché i legami di carbonio si adattano facilmente a molti altri atomi e possono formare lunghe catene. Queste lunghe catene si legano con altri elementi, come ossigeno, idrogeno, azoto, fosforo e zolfo, per creare i quattro tipi principali di biomolecola.
I lipidi aiutano gli organismi a formare strutture protettive, a costruire membrane cellulari ea fornire energia per molti processi metabolici. Le proteine sono importanti biomolecole strutturali che vengono utilizzate dagli organismi per costruire i muscoli e come fonte di cibo di emergenza. Inoltre, insieme ai lipidi, le proteine svolgono un ruolo nella costruzione delle membrane cellulari. Gli acidi nucleici contengono le informazioni ereditarie per un organismo sotto forma di molecole di DNA e RNA. I carboidrati servono principalmente come fonte di energia per gli organismi, ma svolgono anche ruoli strutturali e protettivi nelle piante quando assumono la forma di cellulosa.
