Metabolizma yolları, hücrelerin hayatta kalmaları ve kendilerini onarmaları için enerjiyi sağlayan temel kimyasal reaksiyonları içerir. Hücresel solunum merkezi metabolik aktivitedir ve üç farklı yoldan çalışır - glikoliz, Krebs döngüsü ve oksidatif fosforilasyon - hücreleri besleyen enerji bakımından zengin moleküller yapar. Farklı metabolizma yolları protein, nükleik asit ve diğer gerekli moleküllerin üretilmesi için uzmanlaşmıştır. Toksik metabolizma ürünleri, üre döngüsü yolunda bertaraf edilir.
İki metabolizma reaksiyonu sınıfı vardır: proteinleri ve diğer hücresel bileşenleri oluşturmak için enerji kullanan anabolizm ve yiyeceği enerji açısından zengin bileşiklere bölerek enerji üreten katabolizma. Çoğu metabolik yol bu kategorilerden birine girer. Yollar, her bir bireysel kimyasal reaksiyonu düzenleyen enzimler tarafından katalizlenir, bu da genellikle işlemde birçok ara bileşik ve zincir reaksiyonu üretir. Yaşamın evriminde birçok noktada, aynı moleküller farklı metabolik ihtiyaçları karşılamak için kullanılmıştır, bu yüzden aynı enzimler birçok farklı organizmada metabolizmayı yönlendirir.
Hücresel solunum, gıdaları, hücrelerin enerji için kullandığı yüksek enerjili bir moleküle, adenozin trifosfata (ATP) dönüştürür. Üç metabolik yoldan oluşur. Bunlardan ilki, glikoliz, altı karbonlu bir şeker olan glikozun üç karbonlu bir şekerin iki molekülüne ve asetil koenzim A'ya bölünmesidir. Glikoliz, diğer enerji bakımından zengin moleküllerle birlikte iki ATP molekülü oluşturur. Bazı bakteri ve mayalarda olduğu gibi anaerobik metabolizmada, glikoliz, fermentasyon olarak adlandırılır ve hücresel solunumun tek adımlı bir şeklidir.
Hayvanlarda, glikoliz, hücresel solunumun sadece ilk adımıdır. İkinci metabolizma yolu, Krebs veya TCA döngüsü olarak da bilinen sitrik asit döngüsüdür. Bu, glikolizden gelen asetil koenzim A'nın çeşitli enerji taşıyan kimyasallara ve iki ATP molekülüne dönüştürülmesiyle başlar. Hücresel solunumdaki metabolizma yollarının sonuncusu, oksijen ve başlamak için bir dizi elektron taşıyan molekül içeren oksidatif fosforilasyondur. Bu yol ATP üretimini güçlendirmek için enerji bakımından zengin kimyasallardan oksijene elektron transferini kullanır.
Beta oksidasyon, yağ asitlerini ATP'ye dönüştüren metabolik bir yoldur. Yağların metabolizması, ATP oluşturmak için katabolizmayı ve fosfolipidler üretmek için anabolizmayı içerir. Proteinler, sindirimle başlayıp hücresel düzeyde işlemeye devam ederek birçok farklı yoldaki kurucu amino asitlerine parçalanır. Diğer iki yaygın metabolizma yolu, azot metabolizmasının vücuttan oluşturduğu toksinleri gideren üre döngüsü ve glikozu uzun süreli depolama için nişastaya dönüştüren glikojenezdir.
