Sinteza ATP-a se dešava u. ATP molekul u biologiji: sastav, funkcije i uloga u tijelu. Struktura ATP molekula

Adenozin trifosforna kiselina-ATP- obavezna energetska komponenta svake žive ćelije. ATP je također nukleotid koji se sastoji od azotne baze adenina, šećera riboze i tri ostatka molekula fosforne kiseline. Ovo je nestabilna struktura. U metaboličkim procesima, ostaci fosforne kiseline se sekvencijalno odvajaju od nje razbijanjem energetski bogate, ali krhke veze između drugog i trećeg ostataka fosforne kiseline. Odvajanje jedne molekule fosforne kiseline je praćeno oslobađanjem oko 40 kJ energije. U tom slučaju ATP prelazi u adenozin difosfornu kiselinu (ADP), a daljnjim cijepanjem ostatka fosforne kiseline iz ADP-a nastaje adenozin monofosforna kiselina (AMP).

Šematski dijagram strukture ATP-a i njegove transformacije u ADP ( T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biologija u tabelama. M., 2000 )

Posljedično, ATP je vrsta energetskog akumulatora u ćeliji, koji se "prazni" kada se podijeli. Do razgradnje ATP-a dolazi tokom reakcija sinteze proteina, masti, ugljikohidrata i svih drugih vitalnih funkcija stanica. Ove reakcije idu uz apsorpciju energije, koja se izdvaja tokom razgradnje tvari.

ATP se sintetiše u mitohondrijama u nekoliko faza. Prvi je pripremni - se odvija postupno, uz učešće specifičnih enzima u svakom koraku. U ovom slučaju, složena organska jedinjenja se razlažu na monomere: proteini - do aminokiselina, ugljikohidrati - do glukoze, nukleinske kiseline - do nukleotida itd. Razbijanje veza u ovim supstancama je praćeno oslobađanjem male količine energije. Nastali monomeri pod dejstvom drugih enzima mogu se dalje razgraditi sa stvaranjem jednostavnijih supstanci do ugljen-dioksida i vode.

Šema Sinteza ATP-a u mitohondrijima ćelije

OBJAŠNJENJA ŠEME KONVERZIJE SUPSTANCI I ENERGIJE U PROCESU DISIMILACIJE

Faza I - pripremna: složene organske tvari pod djelovanjem probavnih enzima razlažu se na jednostavne, pri čemu se oslobađa samo toplinska energija.
Proteini -> aminokiseline
masti- > glicerin i masne kiseline
Škrob ->glukoza

Faza II - glikoliza (bez kisika): provodi se u hijaloplazmi, nije povezana s membranama; uključuje enzime; glukoza se razgrađuje:

U gljivama kvasca, molekul glukoze, bez sudjelovanja kisika, pretvara se u etil alkohol i ugljični dioksid (alkoholna fermentacija):

Kod drugih mikroorganizama glikoliza se može završiti stvaranjem acetona, sirćetne kiseline itd. U svim slučajevima razgradnju jednog molekula glukoze prati nastanak dva ATP molekula. Tokom razgradnje glukoze bez kiseonika u obliku hemijske veze, 40% anergije se zadržava u ATP molekulu, a ostatak se raspršuje u obliku toplote.

Faza III - hidroliza (kiseonik): vrši se u mitohondrijama, povezana sa mitohondrijalnim matriksom i unutrašnjom membranom, u njoj učestvuju enzimi, mlečna kiselina se cepa: C3H6Oz + 3H20 --> 3CO2 + 12H. CO2 (ugljični dioksid) se oslobađa iz mitohondrija u okoliš. Atom vodika je uključen u lanac reakcija čiji je krajnji rezultat sinteza ATP-a. Ove reakcije idu sljedećim redoslijedom:

1. Atom vodonika H, ​​uz pomoć enzima nosača, ulazi u unutrašnju membranu mitohondrija, koja formira kriste, gdje se oksidira: H-e--> H+

2. Proton vodonika H+(kation) se prenosi nosiocima na vanjsku površinu membrane krista. Za protone je ova membrana nepropusna, pa se akumuliraju u međumembranskom prostoru, formirajući protonski rezervoar.

3. Elektroni vodonika e prenose se na unutrašnju površinu membrane kriste i odmah se vežu za kisik uz pomoć enzima oksidaze, formirajući negativno nabijen aktivni kisik (anion): O2 + e--> O2-

4. Kationi i anjoni sa obe strane membrane stvaraju suprotno naelektrisano električno polje, a kada razlika potencijala dostigne 200 mV, protonski kanal počinje da radi. Javlja se u molekulima enzima ATP sintetaze, koji su ugrađeni u unutrašnju membranu koja formira kriste.

5. Protoni vodonika kroz protonski kanal H+žuri unutar mitohondrija, stvarajući visok nivo energije, od koje većina ide na sintezu ATP-a iz ADP-a i P (ADP + P -\u003e ATP), i protona H+ stupaju u interakciju s aktivnim kisikom, formirajući vodu i molekularni 02:
(4N++202- -->2N20+02)

Dakle, O2, koji ulazi u mitohondrije tokom disanja organizma, neophodan je za dodavanje protona vodonika H. U njegovom odsustvu, ceo proces u mitohondrijima se zaustavlja, jer lanac transporta elektrona prestaje da funkcioniše. Opća reakcija III faze:

(2CsHbOz + 6Oz + 36ADP + 36F ---> 6C02 + 36ATP + + 42H20)

Kao rezultat razgradnje jednog molekula glukoze nastaje 38 molekula ATP-a: u fazi II - 2 ATP i u fazi III - 36 ATP. Rezultirajući ATP molekuli idu izvan mitohondrija i učestvuju u svim ćelijskim procesima gdje je potrebna energija. Cepajući se, ATP odaje energiju (jedna fosfatna veza sadrži 40 kJ) i vraća se u mitohondrije u obliku ADP i F (fosfata).

svetlosna faza

Transformacija tvari i energije u procesu disimilacije uključuje sljedeće korake:

I stage- pripremni: složene organske tvari pod djelovanjem probavnih enzima razlažu se na jednostavne, pri čemu se oslobađa samo toplinska energija.
Proteini ® aminokiseline

Masti ® glicerol i masne kiseline

Škrob ® glukoza

II faza- glikoliza (bez kisika): provodi se u hijaloplazmi, nije povezana s membranama; uključuje enzime; glukoza se razgrađuje:

Faza III- kiseonik: provodi se u mitohondrijima, povezan je sa mitohondrijskim matriksom i unutrašnjom membranom, u njemu učestvuju enzimi, pirogrožđana kiselina se cijepa

CO 2 (ugljični dioksid) se oslobađa iz mitohondrija u okoliš. Atom vodika je uključen u lanac reakcija čiji je krajnji rezultat sinteza ATP-a. Ove reakcije idu sljedećim redoslijedom:

1. Atom vodonika H, ​​uz pomoć enzima nosača, ulazi u unutrašnju membranu mitohondrija, koja formira kriste, gdje se oksidira:

2. Proton H+ (vodonik kation) nosioci se prenose na vanjsku površinu membrane krista. Za protone je ova membrana, kao i vanjska membrana mitohondrija, nepropusna, pa se akumuliraju u međumembranskom prostoru, formirajući protonski rezervoar.

3. Vodikovi elektroni se prenose na unutrašnju površinu membrane kriste i odmah se vezuju za kiseonik uz pomoć enzima oksidaze, formirajući negativno nabijen aktivni kiseonik (anion):

4. Kationi i anjoni sa obe strane membrane stvaraju suprotno naelektrisano električno polje, a kada razlika potencijala dostigne 200 mV, protonski kanal počinje da radi. Javlja se u molekulima enzima ATP sintetaze, koji su ugrađeni u unutrašnju membranu koja formira kriste.

5. Kroz protonski kanal, H+ protoni jure u mitohondrije, stvarajući visok nivo energije, od koje većina ide na sintezu ATP-a iz ADP i F(), a sami H+ protoni stupaju u interakciju sa aktivnim kiseonikom, formirajući voda i molekularni O2:

Dakle, O 2 koji ulazi u mitohondrije tokom disanja organizma neophodan je za dodavanje H+ protona. U njegovom nedostatku, cijeli proces u mitohondrijima prestaje, jer transportni lanac elektrona prestaje funkcionirati. Opća reakcija III faze:

Kao rezultat razgradnje jednog molekula glukoze nastaje 38 molekula ATP-a: u fazi II - 2 ATP i u fazi III - 36 ATP. Rezultirajući ATP molekuli idu izvan mitohondrija i učestvuju u svim ćelijskim procesima gdje je potrebna energija. Cepajući se, ATP odaje energiju (jedna fosfatna veza sadrži 46 kJ) i vraća se u mitohondrije u obliku ADP-a i F (fosfata).

Metabolizam (metabolizam) je ukupnost svih hemijskih reakcija koje se dešavaju u telu. Sve ove reakcije podijeljene su u 2 grupe

1. Razmjena plastike(asimilacija, anabolizam, biosinteza) - to je kada iz jednostavnih supstanci troše energiju formiran (sintetiziran) složeniji. primjer:

• Tokom fotosinteze, glukoza se sintetizira iz ugljičnog dioksida i vode.

2. Razmjena energije(disimilacija, katabolizam, disanje) je kada složene supstance razgraditi (oksidirati) na jednostavnije, a istovremeno energija se oslobađa neophodna za život. primjer:

• U mitohondrijima se glukoza, aminokiseline i masne kiseline oksidiraju kisikom u ugljični dioksid i vodu, te se stvara energija. (ćelijsko disanje)

Odnos plastičnog i energetskog metabolizma

• Plastični metabolizam opskrbljuje ćeliju složenim organskim tvarima (proteini, masti, ugljikohidrati, nukleinske kiseline), uključujući enzimske proteine ​​za energetski metabolizam.
• Energetski metabolizam obezbjeđuje ćeliju energijom. Pri obavljanju posla (mentalnog, mišićnog, itd.) povećava se energetski metabolizam.

ATP- univerzalna energetska supstanca ćelije (univerzalni akumulator energije). Nastaje u procesu energetskog metabolizma (oksidacije organskih tvari).

• Tokom energetskog metabolizma, sve supstance se razgrađuju i sintetiše se ATP. U tom slučaju energija hemijskih veza raspadnutih kompleksnih supstanci pretvara se u energiju ATP-a, energija se skladišti u ATP-u.
• Tokom plastične izmjene sintetiziraju se sve tvari, a ATP se razgrađuje. Gde ATP energija se troši(energija ATP-a se pretvara u energiju hemijskih veza složenih supstanci, pohranjenih u tim supstancama).

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U procesu plastične zamjene
1) složeniji ugljikohidrati se sintetiziraju iz manje složenih
2) masti se pretvaraju u glicerol i masne kiseline
3) proteini se oksidiraju stvaranjem ugljičnog dioksida, vode, tvari koje sadrže dušik
4) energija se oslobađa i ATP se sintetiše

Odgovori

Odaberite tri opcije. Kako se plastična razmjena razlikuje od izmjene energije?
1) energija se skladišti u ATP molekulima
2) energija pohranjena u molekulima ATP-a se troši
3) sintetišu se organske materije
4) dolazi do razgradnje organskih materija
5) krajnji proizvodi metabolizma - ugljen-dioksid i voda
6) kao rezultat metaboličkih reakcija nastaju proteini

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U procesu plastičnog metabolizma, molekule se sintetiziraju u stanicama
1) proteini
2) voda
3) ATP
4) neorganske materije

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Kakav je odnos plastičnog i energetskog metabolizma
1) plastična razmena snabdeva organske supstance za energiju
2) izmjena energije opskrbljuje plastiku kisikom
3) plastični metabolizam opskrbljuje minerale za energiju
4) plastična izmjena opskrbljuje ATP molekule energijom

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U procesu energetskog metabolizma, za razliku od plastike,
1) utrošak energije sadržane u molekulima ATP-a
2) skladištenje energije u makroergijskim vezama molekula ATP
3) snabdevanje ćelija proteinima i lipidima
4) snabdevanje ćelija ugljenim hidratima i nukleinskim kiselinama

Odgovori

1. Uspostavite korespondenciju između karakteristika razmene i njenog tipa: 1) plastične, 2) energije. Napiši brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) oksidacija organskih materija
B) formiranje polimera iz monomera
B) raspad ATP-a
D) skladištenje energije u ćeliji
D) Replikacija DNK
E) oksidativna fosforilacija

Odgovori

2. Uspostavite korespondenciju između karakteristika metabolizma u ćeliji i njegovog tipa: 1) energetske, 2) plastične. Zapišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) Dolazi do razgradnje glukoze bez kiseonika
B) javlja se na ribosomima, u hloroplastima
C) krajnji produkti metabolizma - ugljični dioksid i voda
D) sintetišu se organske supstance
D) koristi se energija pohranjena u molekulima ATP-a
E) energija se oslobađa i pohranjuje u ATP molekulima

Odgovori

3. Uspostaviti korespondenciju između znakova metabolizma kod ljudi i njegovih tipova: 1) plastični metabolizam, 2) energetski metabolizam. Napiši brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) supstance se oksidiraju
B) supstance se sintetišu
C) energija se skladišti u molekulima ATP-a
D) energija se troši
D) ribozomi su uključeni u proces
E) mitohondrije su uključene u proces

Odgovori

4. Uspostavite korespondenciju između karakteristika metabolizma i njegovog tipa: 1) energije, 2) plastike. Zapišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) Replikacija DNK
B) biosinteza proteina
B) oksidacija organskih materija
D) transkripcija
D) ATP sinteza
E) hemosinteza

Odgovori

5. Uspostavite korespondenciju između karakteristika i vrsta razmene: 1) plastične, 2) energije. Zapišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) Energija je pohranjena u molekulima ATP-a
B) sintetiziraju se biopolimeri
B) nastaju ugljični dioksid i voda
D) dolazi do oksidativne fosforilacije
D) Dolazi do replikacije DNK

Odgovori

Odaberite tri procesa vezana za energetski metabolizam.
1) oslobađanje kiseonika u atmosferu
2) stvaranje ugljičnog dioksida, vode, uree
3) oksidativna fosforilacija
4) sinteza glukoze
5) glikoliza
6) fotoliza vode

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Energija potrebna za kontrakciju mišića oslobađa se kada
1) razgradnja organskih materija u organima za varenje
2) iritacija mišića nervnim impulsima
3) oksidacija organskih materija u mišićima
4) ATP sinteza

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Koji proces rezultira sintezom lipida u ćeliji?
1) disimilacija
2) biološka oksidacija
3) plastična zamjena
4) glikoliza

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Vrijednost plastičnog metabolizma - opskrba tijela
1) mineralne soli
2) kiseonik
3) biopolimeri
4) energija

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Oksidacija organskih materija u ljudskom organizmu nastaje u
1) plućne vezikule pri disanju
2) ćelije tela u procesu plastične razmene
3) proces varenja hrane u digestivnom traktu
4) ćelije tela u procesu energetskog metabolizma

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Koje su metaboličke reakcije u ćeliji praćene troškovima energije?
1) pripremna faza energetskog metabolizma
2) mlečnokiselinska fermentacija
3) oksidacija organskih materija
4) zamjena plastike

Odgovori

1. Uspostavite korespondenciju između procesa i sastavnih dijelova metabolizma: 1) anabolizma (asimilacija), 2) katabolizma (disimilacija). Napiši brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) fermentacija
B) glikoliza
B) disanje
D) sinteza proteina
D) fotosinteza
E) hemosinteza

Odgovori

2. Uspostavite korespondenciju između karakteristika i metaboličkih procesa: 1) asimilacije (anabolizam), 2) disimilacije (katabolizam). Zapišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) sinteza organskih materija organizma
B) uključuje pripremnu fazu, glikolizu i oksidativnu fosforilaciju
C) oslobođena energija se pohranjuje u ATP
D) nastaju voda i ugljični dioksid
D) zahtijeva troškove energije
E) javlja se u hloroplastima i na ribosomima

Odgovori

Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Metabolizam je jedno od glavnih svojstava živih sistema, karakteriše ga ono što se dešava
1) selektivni odgovor na spoljašnje uticaje okoline
2) promena intenziteta fizioloških procesa i funkcija sa različitim periodima oscilovanja
3) prenos sa generacije na generaciju karakteristika i svojstava
4) apsorpciju potrebnih materija i izlučivanje otpadnih proizvoda
5) održavanje relativno konstantnog fizičko-hemijskog sastava unutrašnje sredine

Odgovori

1. Svi osim dva termina u nastavku koriste se za opisivanje plastične razmjene. Identifikujte dva pojma koja "ispadaju" sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su naznačeni.
1) replikacija
2) umnožavanje
3) emitovanje
4) translokacija
5) transkripcija

Odgovori

2. Svi dole navedeni koncepti, osim dva, koriste se za opisivanje plastičnog metabolizma u ćeliji. Identifikujte dva pojma koja „ispadaju“ sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) asimilacija
2) disimilacija
3) glikoliza
4) transkripcija
5) emitovanje

Odgovori

3. Termini navedeni u nastavku, osim dva, koriste se za karakterizaciju plastične razmjene. Identifikujte dva pojma koja ispadaju iz opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su naznačeni.
1) cepanje
2) oksidacija
3) replikacija
4) transkripcija
5) hemosinteza

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Azotna baza adenin, riboza i tri ostatka fosforne kiseline su
1) DNK
2) RNK
3) ATP
4) vjeverica

Odgovori

Svi donji znakovi, osim dva, mogu se koristiti za karakterizaciju energetskog metabolizma u ćeliji. Identifikujte dva znaka koji "ispadaju" sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su oni naznačeni u odgovoru.
1) dolazi sa apsorpcijom energije
2) završava u mitohondrijama
3) završava u ribosomima
4) prati sinteza ATP molekula
5) završava stvaranjem ugljičnog dioksida

Odgovori

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

To se zove disimilacija. To je skup organskih spojeva u kojima se oslobađa određena količina energije.

Disimilacija se odvija u dvije ili tri faze, ovisno o vrsti živih organizama. Dakle, kod aerobnih se sastoji od pripremne faze bez kiseonika i faze kiseonika. Kod anaerobnih organizama (organizama koji mogu funkcionirati u anoksičnom okruženju), disimilacija ne zahtijeva posljednji korak.

Završna faza energetskog metabolizma u aerobima završava se potpunom oksidacijom. U tom slučaju dolazi do razgradnje molekula glukoze sa stvaranjem energije, koja dijelom ide na stvaranje ATP-a.

Vrijedi napomenuti da se sinteza ATP-a događa u procesu fosforilacije, kada se neorganski fosfat dodaje ADP-u. Istovremeno se sintetiše u mitohondrijima uz učešće ATP sintaze.

Koja reakcija se dešava tokom formiranja ovog energetskog jedinjenja?

Adenozin difosfat i fosfat se kombinuju i formiraju ATP za čije je formiranje potrebno oko 30,6 kJ/mol. Adenozin trifosfat, budući da se njegova značajna količina oslobađa tokom hidrolize upravo visokoenergetskih veza ATP-a.

Molekularna mašina koja je odgovorna za sintezu ATP-a je specifična sintaza. Sastoji se iz dva dijela. Jedan od njih se nalazi u membrani i predstavlja kanal kroz koji protoni ulaze u mitohondrije. Ovo oslobađa energiju, koju hvata drugi strukturni dio ATP-a koji se zove F1. Sadrži stator i rotor. Stator u membrani je fiksiran i sastoji se od delta regiona, kao i alfa i beta podjedinica koje su odgovorne za hemijsku sintezu ATP-a. Rotor sadrži gama kao i epsilon podjedinice. Ovaj dio se okreće koristeći energiju protona. Ova sintaza osigurava sintezu ATP-a ako su protoni iz vanjske membrane usmjereni prema sredini mitohondrija.

Treba napomenuti da ćeliju karakterizira prostorni poredak. Proizvodi hemijskih interakcija supstanci raspoređeni su asimetrično (pozitivno nabijeni ioni idu u jednom smjeru, a negativno nabijene čestice u drugom smjeru), stvarajući elektrohemijski potencijal na membrani. Sastoji se od kemijske i električne komponente. Treba reći da upravo taj potencijal na površini mitohondrija postaje univerzalni oblik skladištenja energije.

Ovaj obrazac otkrio je engleski naučnik P. Mitchell. On je sugerirao da tvari nakon oksidacije ne izgledaju kao molekule, već pozitivno i negativno nabijeni joni, koji se nalaze na suprotnim stranama mitohondrijske membrane. Ova pretpostavka je omogućila da se razjasni priroda formiranja makroergijskih veza između fosfata tokom sinteze adenozin trifosfata, kao i da se formuliše hemiosmotska hipoteza ove reakcije.

Main izvor energije za ćeliju su hranjive tvari: ugljikohidrati, masti i proteini, koji se oksidiraju uz pomoć kisika. Gotovo svi ugljikohidrati, prije nego što stignu u ćelije tijela, pretvaraju se u glukozu zbog rada gastrointestinalnog trakta i jetre. Uz ugljikohidrate se razlažu i proteini - do aminokiselina i lipida - do masnih kiselina.U ćeliji se hranjive tvari oksidiraju pod djelovanjem kisika i uz učešće enzima koji kontrolišu reakcije oslobađanja energije i njeno korištenje.

Skoro sve oksidativne reakcije nastaju u mitohondrijima, a oslobođena energija se pohranjuje u obliku makroergijskog jedinjenja – ATP. U budućnosti će se ATP, a ne nutrijenti, koristiti za obezbjeđivanje energije za unutarćelijske metaboličke procese.

ATP molekula sadrži: (1) dušičnu bazu adenin; (2) pentoza ugljikohidrat riboza, (3) tri ostatka fosforne kiseline. Posljednja dva fosfata su povezana jedan s drugim i sa ostatkom molekula makroergijskim fosfatnim vezama, označenim simbolom ~ u ATP formuli. U zavisnosti od fizičkih i hemijskih uslova karakterističnih za telo, energija svake takve veze je 12.000 kalorija po 1 molu ATP-a, što je višestruko više od energije obične hemijske veze, zbog čega se fosfatne veze nazivaju makroergijskim. Štaviše, ove veze se lako razaraju, osiguravajući unutarćelijske procese energijom čim se ukaže potreba.

Kada je pušten ATP energija donira fosfatnu grupu i pretvara se u adenozin difosfat. Oslobođena energija se koristi za gotovo sve stanične procese, na primjer, u reakcijama biosinteze i tijekom mišićne kontrakcije.

Dopunjavanje ATP rezervi nastaje rekombinacijom ADP-a sa ostatkom fosforne kiseline na račun energije nutrijenata. Ovaj proces se ponavlja iznova i iznova. ATP se stalno troši i akumulira, zbog čega se naziva energetskom valutom ćelije. Vrijeme obrtanja ATP-a je samo nekoliko minuta.

Uloga mitohondrija u hemijskim reakcijama stvaranja ATP-a. Kada glukoza uđe u ćeliju, pod djelovanjem citoplazmatskih enzima pretvara se u pirogrožđanu kiselinu (ovaj proces se naziva glikoliza). Energija oslobođena u ovom procesu koristi se za pretvaranje male količine ADP u ATP, manje od 5% ukupnih rezervi energije.

95% se obavlja u mitohondrijama. Pirogrožđana kiselina, masne kiseline i aminokiseline, formirane od ugljikohidrata, masti i proteina, na kraju se pretvaraju u mitohondrijskom matriksu u spoj pod nazivom acetil-CoA. Ovaj spoj, zauzvrat, ulazi u niz enzimskih reakcija, zajednički poznatih kao ciklus trikarboksilne kiseline ili Krebsov ciklus, kako bi se oslobodio svoje energije.

U ciklusu trikarboksilne kiseline acetil-CoA dijeli se na atome vodika i molekule ugljičnog dioksida. Ugljični dioksid se uklanja iz mitohondrija, zatim iz ćelije difuzijom i izlučuje iz tijela kroz pluća.

atomi vodonika su kemijski vrlo aktivni i stoga odmah reagiraju s kisikom koji difundira u mitohondrije. Velika količina energije koja se oslobađa u ovoj reakciji koristi se za pretvaranje mnogih ADP molekula u ATP. Ove reakcije su prilično složene i zahtijevaju sudjelovanje ogromnog broja enzima koji čine mitohondrijske kriste. U početnoj fazi, elektron se odvaja od atoma vodika, a atom se pretvara u vodikov ion. Proces se završava dodavanjem vodikovih jona kisiku. Kao rezultat ove reakcije nastaje voda i velika količina energije koja je neophodna za rad ATP sintetaze, velikog globularnog proteina koji djeluje kao tuberkuli na površini mitohondrijskih krista. Pod dejstvom ovog enzima, koji koristi energiju vodonikovih jona, ADP se pretvara u ATP. Novi ATP molekuli se šalju iz mitohondrija u sve dijelove ćelije, uključujući jezgro, gdje se energija ovog spoja koristi za pružanje različitih funkcija.
Ovaj proces ATP sinteza općenito se naziva hemiosmotički mehanizam stvaranja ATP-a.