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Una ruta metabólica es un conjunto de reacciones químicas consecutivas catalizadas por enzimas programadas por la célula.
Rutas catabólicas. Son rutas en las cuales los nutrientes orgánicos se degradan oxidativamente en productos finales simples con el propósito de obtener energía química y poder reductor para ser transformados en otras formas de energía útil para la célula. La energía química normalmente se convierte en un equivalente biológico durante la síntesis del ATP, y el poder reductor en la síntesis del NADPH. Por ejemplo, la glucólisis y la beta-oxidación. En conjunto, estas rutas constituyen al catabolismo.
Rutas anabólicas. Son rutas que convierten moléculas precursoras de bajo peso molecular, tales como dióxido de carbono, acetato o piruvato, en moléculas progresivamente más grandes y complejas como proteínas, polisacáridos, lípidos de membrana y ácidos nucleicos. Tales rutas invariablemente requieren el consumo de energía (ATP) y poder reductor (NADPH). Se denominan colectivamente como anabolismo. Por ejemplo, el ciclo de Calvin y la biosíntesis de ácidos grasos.
Rutas anfibólicas. Son rutas mixtas, tanto catabólicas como anabólicas. Por ejemplo, el ciclo de Krebs cumple un papel crucial en el catabolismo de carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos, pero también proporciona precursores para muchas rutas biosintéticas a través de reacciones que cumplieron el mismo propósito en antepasados anaeróbicos. Diez de los veinte aminoácidos proteínicos provienen del 2-oxoglutarato y el oxalacetato. A partir del aspartato y el glutamato se forman otros aminoácidos proteínicos, así como los nucleótidos de pirimidina, diversos alcaloides y los tetrapirroles que constituyen las clorofilas.
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