חומצות אמינו הן מולקולות אורגניות אשר כאשר הן מקושרות יחד עם חומצות אמינו אחרות, יוצרים א חלבון. חומצות אמינו חיוניות לחיים מכיוון שהחלבונים שהם יוצרים מעורבים כמעט בכל תא פונקציות. יש חלבונים פונקציה כאנזימים, חלקם נוגדניםבעוד שאחרים מספקים תמיכה מבנית. למרות שישנן מאות חומצות אמינו שנמצאות בטבע, חלבונים בנויים מסט של 20 חומצות אמינו.
כל חומצות האמינו מכילות את הפחמן האלפא אטום מימן, קבוצת קרבוקסיל וקבוצת אמינו. קבוצת ה- R משתנה בין חומצות אמינו וקובעת את ההבדלים בין מונומרים חלבונים אלה. רצף חומצות האמינו של חלבון נקבע על ידי המידע שנמצא בתא קוד גנטי. הקוד הגנטי הוא רצף בסיסי נוקליאוטידים ב חומצות גרעין (DNA ו RNA) המקודדים חומצות אמינו. אלה גן קודים לא רק קובעים את סדר חומצות האמינו בחלבון, אלא הם גם קובעים את מבנה חלבון ותפקודו.
ניתן לסווג חומצות אמינו לארבע קבוצות כלליות על סמך התכונות של קבוצת "R" בכל חומצת אמינו. חומצות אמינו יכולות להיות קוטביות, לא קוטביות, טעונות חיוביות או טעונות שליליות. חומצות אמינו קוטביות כוללות קבוצות "R" הידרופיליכלומר שהם מחפשים קשר עם פתרונות מימיים. חומצות אמינו לא קוטביות הינן הפוכות (הידרופוביות) בכך שהן נמנעות ממגע עם נוזלים. אינטראקציות אלה ממלאות תפקיד מרכזי בקיפול החלבונים ומעניקות לחלבונים שלהם
מבנה תלת-ממדי. להלן רשימה של 20 חומצות האמינו המקובצות לפי תכונות קבוצת ה- R שלהם. חומצות האמינו הלא קוטביות הן הידרופוביבעוד הקבוצות הנותרות הינן הידרופיליות.בעוד שחומצות אמינו נחוצות לכל החיים, לא ניתן לייצר את כולן בגוף באופן טבעי. של ה 20 חומצות אמינו, ניתן לייצר 11 באופן טבעי. אלה חומצות אמינו לא חיוניות הם אלנין, ארגינין, אספרגין, אספרטט, ציסטאין, גלוטמט, גלוטמין, גליצין, פרולין, סרין וטירוזין. למעט טירוזין, חומצות אמינו לא חיוניות מסונתזות ממוצרים או ביניים של מסלולי מטבוליות חיוניים. לדוגמא, אלנין ואספרטט נגזרים מחומרים שיוצרו במהלך נשימה תאית. אלנין מסונתז מפירובאט, תוצר של גליקוליזה. אספרטט מסונתז מאוקסלואצטט, ביניים של מעגל החומצה הציטרית. שש מחומצות האמינו הלא חיוניות (ארגינין, ציסטאין, גלוטמין, גליצין, פרולין וטירוזין) נחשבות תנאי חיוני שכן יתכן ויהיה צורך בתוסף תזונה במהלך מחלה או בילדים. חומצות אמינו שלא ניתן לייצר באופן טבעי נקראות חומצות אמינו חיוניות. הם היסטידין, איזולאוצין, לאוצין, ליזין, מתיונין, פנילאלנין, טרונין, טריפטופן וואלין. יש לרכוש חומצות אמינו חיוניות באמצעות דיאטה. מקורות מזון נפוצים לחומצות אמינו אלה כוללים ביצים, חלבון סויה ודג לבן. שלא כמו בני אדם, צמחים מסוגלים לסנתז את כל 20 חומצות האמינו.
חלבונים מיוצרים באמצעות תהליכים של תעתיק DNA ו תרגום. בסינתזת חלבון, ה- DNA מועתק לראשונה או מועתק ל- RNA. לאחר מכן תורגם תעתיק ה- RNA או ה- RNA שליח (mRNA) לייצור חומצות אמינו מהקוד הגנטי המתועתק. אברונים שקוראים לו ריבוזומים ועוד מולקולת RNA בשם להעביר RNA עזרה בתרגום mRNA. חומצות האמיניות המתקבלות מחוברות זו לזו באמצעות סינתזת התייבשות, תהליך בו נוצר קשר פפטיד בין חומצות האמינו. א שרשרת פוליפפטיד נוצר כאשר מספר חומצות אמינו מקושרות זו לזו באמצעות קשרי פפטיד. לאחר מספר שינויים, שרשרת הפוליפפטיד הופכת לחלבון המתפקד במלואו. שרשרת פוליפפטיד אחת או יותר מעוותת למבנה תלת-ממדי מצורת א חלבון.
בעוד שחומצות אמיניות וחלבונים ממלאות תפקיד חיוני בהישרדותם של אורגניזמים חיים, ישנן אחרות פולימרים ביולוגיים הנחוצים גם לתפקוד ביולוגי תקין. יחד עם חלבונים, פחמימות, שומניםוחומצות גרעין מהוות את ארבע הכיתות העיקריות של תרכובות אורגניות בתאים חיים.