As células desempenham as funções da vida por meio de várias reações químicas. O metabolismo de uma célula se refere à combinação de reações químicas que ocorrem dentro dela. As reações catabólicas decompõem substâncias químicas complexas em substâncias mais simples e estão associadas à liberação de energia. Os processos anabólicos constroem moléculas complexas a partir de moléculas mais simples e requerem energia. Ao estudar energia, o termo sistema se refere à matéria e ao meio ambiente envolvidos nas transferências de energia.
O ATP funciona como a moeda de energia para as células. Ele permite que as células armazenem energia brevemente e a transportem dentro de si mesmas para apoiar reações químicas endergônicas. A estrutura do ATP é a de um nucleotídeo de RNA com três grupos fosfato conectados. Como o ATP é usado para energia, um grupo fosfato é separado e o ADP é produzido. A energia derivada do catabolismo da glicose é usada para recarregar o ADP em ATP. A glicólise é a primeira via usada na decomposição da glicose para extrair energia.
O ciclo do ácido cítrico é uma série de reações químicas que remove elétrons de alta energia e os usa na cadeia de transporte de elétrons para gerar ATP. Uma molécula de ATP (ou equivalente) é produzida por cada turno do ciclo. A cadeia de transporte de elétrons é a parte da respiração aeróbica que usa oxigênio livre como o aceitador final de elétrons removidos dos compostos intermediários no catabolismo da glicose.
Se o NADH não puder ser metabolizado por meio da respiração aeróbica, outro aceitador de elétrons é usado. A maioria dos organismos usará alguma forma de fermentação para realizar a regeneração do NAD+, garantindo a continuação da glicólise. A regeneração de NAD+na fermentação não é acompanhada pela produção de ATP; portanto, o potencial do NADH de produzir ATP usando uma cadeia de transporte de elétrons não é utilizado.
As vias metabólicas devem ser consideradas porosas, ou seja, substâncias entram por outras vias e outras substâncias partem para outras vias. Essas vias não são sistemas fechados. Muitos dos produtos em uma via específica são reagentes em outras vias.
