Синтез мономеров и макромолекул, в том числе гормонов, ферментов, ко-факторов является основным фактором жизнедеятельности клетки, без кото-рого невозможно представить нормальную жизнедеятельность организма.
Наиболее сложным и важным является процесс синтеза белка. От этого зависит приспособление к физиологическим потребностям при изменении внутренних и внешних условий. То есть синтез белка регулируется внешними и внутренними факторами и условиями, которые диктуют клетке, какой набор белка и его количество необходимо синтезировать для выполнения физиологических функций, которое реализуется за счет простых химических реакций  метилирование ДНК и деацетилирование гистонов. Эти механизмы служат для подавления экспрессии генов.
Биосинтез белка – сложнейший многостадийный процесс создания по-липептидной цепи в клетках живых организмов. Упрощенно биосинтез белка можно разделить на стадии транскрипции и трансляции.
Транскрипция – процесс считывания генетического кода с молекулы ДНК. Трансляция заключается в синтезе полипептидной цепи в соответствии с информацией, закодированной в мРНК. В дальнейшем при помощи вспо-могательных белков шаперонов складывается биологически активная кон-формация пептидной цепи (свертывание). При посттрансляционном созрева-нии у многих белков удаляются части пептидной цепи или присоединяются дополнительные группы, например олигосахариды или липиды. Затем гото-вая белковая молекула транспортируется в нужное место клетки.
Значительно проще синтезируются углеводы и липиды. Это не что иное, как цикл простых биохимических реакций, катализируемых фермента-ми. Исходными субстратами служат вещества, поступившие в клетку или по-лученные при метаболизме.
В условиях дефицита углеводов необходимая концентрация глюкозы в крови может поддерживаться за счет ее синтеза (глюконеогенез). Синтез глю-козы протекает, как и при гликолизе, но в обратном направлении. Исходны-ми соединениями для глюконеогенеза являются некоторые аминокислоты, лактат, а также глицерин, то есть те вещества, которые способны превратить-ся в пируват или любой другой метаболит глюконеогенеза (аспартат в окса-лоацетат, глицерин в триозофосфат и т.д.). При различных физиологических состояниях для глюконеогенеза используются различные первичные веще-ства. В условиях голодания используется тканевой белок, который распада-ется до аминокислот. При интенсивной физической работе используется лак-тат, образующийся в эритроцитах и мышечной ткани при недостатке кисло-рода. При распаде жиров образуется глицерин.
Синтез высших жирных кислот может протекать в клетках различных органов и тканей, однако основная масса соединений этого класса синтезиру-ется в печени и в жировой ткани, а важнейшим субстратом, продукты мета-болизма которого используются для синтеза липидов, является глюкоза.
Биосинтез липидов основан на синтезе жирных кислот из ацетил-КоА с дальнейшим превращением их в жиры, воск, фосфолипиды и некоторые дру-гие более специализированные биологически активные вещества.
Необходимо отметить, что ряд полиненасыщенных жирных кислот не синтезируется в организме, хотя они необходимы для нормального функци-онирования. Поэтому линолевая и линоленовая кислоты являются незамени-мыми (эссенциальными) и должны поступать в достаточном количестве с пищей.
Арахидоновая кислота может синтезироваться в клетках животных из линоленовых кислот, однако в условиях недостаточного поступления лино-леновой кислоты с пищей арахидоновая кислота также становится незамени-мой жирной кислотой. Эндогенный синтез других липидов осуществляется в цитозоле клетки. Все необходимые организму глицерофосфолипиды могут синтезироваться в его клетках, причем в клетках могут функционировать не-сколько альтернативных метаболических путей биосинтеза глицерофосфоли-пидов.
Все эти реакции требуют энергетических затрат. Энергия для синтеза доставляется реакцией расщепления АТФ. Поэтому каждое звено биосинтеза всегда сопряжено с распадом АТФ.