ATP sentezi gerçekleşir. Biyolojide ATP molekülü: vücutta bileşimi, işlevleri ve rolü. ATP molekülünün yapısı

Adenozin trifosforik asit-ATP- herhangi bir canlı hücrenin zorunlu bir enerji bileşeni. ATP ayrıca adenin azotlu bazı, riboz şekeri ve fosforik asit molekülünün üç kalıntısından oluşan bir nükleotittir. Bu istikrarsız bir yapıdır. Metabolik süreçlerde, fosforik asit kalıntıları, ikinci ve üçüncü fosforik asit kalıntıları arasındaki enerji açısından zengin, ancak kırılgan bağ kırılarak sırayla ondan ayrılır. Bir fosforik asit molekülünün ayrılmasına, yaklaşık 40 kJ enerji salınımı eşlik eder. Bu durumda, ATP, adenosin difosforik aside (ADP) geçer ve fosforik asit kalıntısının ADP'den daha fazla bölünmesiyle, adenosin monofosforik asit (AMP) oluşur.

ATP'nin yapısının ve ADP'ye dönüşümünün şematik diyagramı ( T.A. Kozlova, V.S. Kuçmenko. Tablolarda biyoloji. M., 2000 )

Sonuç olarak, ATP, hücrede bölündüğünde "boşalan" bir tür enerji akümülatörüdür. ATP'nin parçalanması, proteinlerin, yağların, karbonhidratların ve hücrelerin diğer hayati fonksiyonlarının sentezi reaksiyonları sırasında meydana gelir. Bu reaksiyonlar, maddelerin parçalanması sırasında elde edilen enerjinin emilmesi ile devam eder.

ATP sentezlenir birkaç aşamada mitokondride. Birincisi hazırlık - her adımda spesifik enzimlerin katılımıyla adım adım ilerler. Bu durumda, karmaşık organik bileşikler monomerlere ayrılır: proteinler - amino asitlere, karbonhidratlar - glikoza, nükleik asitlere - nükleotitlere vb. Bu maddelerdeki bağların kopmasına az miktarda enerjinin salınması eşlik eder. Diğer enzimlerin etkisi altında ortaya çıkan monomerler, karbon dioksit ve suya kadar daha basit maddelerin oluşumu ile daha fazla ayrışmaya uğrayabilir.

şema Hücre mitokondrilerinde ATP sentezi

MADDE VE ENERJİNİN DİSİMİLASYON SÜRECİNDE DÖNÜŞTÜRÜLMESİNE İLİŞKİN AÇIKLAMALAR

Aşama I - hazırlık: Sindirim enzimlerinin etkisi altındaki karmaşık organik maddeler basit olanlara ayrılırken, sadece termal enerji açığa çıkar.
Proteinler -> amino asitler
yağlar- > gliserin ve yağ asitleri
Nişasta ->glikoz

Aşama II - glikoliz (oksijensiz): membranlarla ilişkili olmayan hyaloplazmada gerçekleştirilir; enzimleri içerir; glikoz parçalanır:

Maya mantarlarında, oksijenin katılımı olmadan glikoz molekülü etil alkol ve karbondioksite dönüştürülür (alkolik fermantasyon):

Diğer mikroorganizmalarda, glikoliz, aseton, asetik asit vb. Oluşumu ile tamamlanabilir. Her durumda, bir glikoz molekülünün parçalanmasına iki ATP molekülünün oluşumu eşlik eder. Glikozun kimyasal bir bağ şeklinde oksijensiz parçalanması sırasında, enerjinin %40'ı ATP molekülünde tutulur ve geri kalanı ısı şeklinde dağılır.

Aşama III - hidroliz (oksijen): mitokondriyal matris ve iç zar ile ilişkili mitokondride gerçekleştirilir, enzimler buna katılır, laktik asit bölünmeye uğrar: C3H6Oz + 3H20 --> 3CO2 + 12H. CO2 (karbon dioksit) mitokondrilerden çevreye salınır. Hidrojen atomu, sonucu ATP'nin sentezi olan bir reaksiyonlar zincirine dahil edilir. Bu reaksiyonlar aşağıdaki sırayla gider:

1. Hidrojen atomu H, taşıyıcı enzimlerin yardımıyla mitokondrinin iç zarına girer ve kristaları oluşturur ve burada oksitlenir: H-e--> H+

2. Hidrojen protonu H+(katyon) taşıyıcılar tarafından cristae zarının dış yüzeyine taşınır. Protonlar için bu zar geçirimsizdir, bu nedenle zarlar arası boşlukta birikerek bir proton rezervuarı oluştururlar.

3. Hidrojen elektronları e krista zarının iç yüzeyine aktarılır ve oksidaz enzimi yardımıyla hemen oksijene bağlanarak negatif yüklü aktif oksijen (anyon) oluşturur: O2 + e--> O2-

4. Membranın her iki tarafındaki katyonlar ve anyonlar zıt yüklü bir elektrik alanı oluşturur ve potansiyel fark 200 mV'a ulaştığında proton kanalı çalışmaya başlar. Kristayı oluşturan iç zara gömülü olan ATP sentetaz enzim moleküllerinde oluşur.

5. Proton kanalından hidrojen protonları H+ mitokondri içinde acele edin, çoğu ADP ve P'den (ADP + P -\u003e ATP) ve protonlardan ATP sentezine giden yüksek düzeyde enerji yaratır H+ aktif oksijen ile etkileşime girerek su ve moleküler 02 oluşturur:
(4H++202- -->2H20+02)

Bu nedenle, organizmanın solunumu sırasında mitokondriye giren O2, hidrojen protonları H'nin eklenmesi için gereklidir. Yokluğunda, elektron taşıma zinciri çalışmayı durdurduğu için mitokondrideki tüm süreç durur. Aşama III'ün genel reaksiyonu:

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

Bir glikoz molekülünün parçalanmasının bir sonucu olarak, 38 ATP molekülü oluşur: II - 2 ATP aşamasında ve III - 36 ATP aşamasında. Ortaya çıkan ATP molekülleri mitokondrinin ötesine geçer ve enerjinin gerekli olduğu tüm hücre süreçlerine katılır. Bölünme, ATP enerji verir (bir fosfat bağı 40 kJ içerir) ve ADP ve F (fosfat) şeklinde mitokondriye geri döner.

hafif faz

Dissimilasyon sürecinde maddelerin ve enerjinin dönüşümü aşağıdaki adımları içerir:

ben sahne- hazırlayıcı: sindirim enzimlerinin etkisi altındaki karmaşık organik maddeler basit olanlara ayrılırken, sadece termal enerji açığa çıkar.
Proteinler ® amino asitler

Yağlar ® gliserol ve yağ asitleri

nişasta ® glikoz

II aşama- glikoliz (oksijensiz): membranlarla ilişkili olmayan hiyaloplazmada gerçekleştirilir; enzimleri içerir; glikoz parçalanır:

Aşama III- oksijen: mitokondride gerçekleştirilir, mitokondriyal matris ve iç zar ile ilişkilidir, enzimler buna katılır, piruvik asit bölünmeye uğrar

CO 2 (karbon dioksit) mitokondrilerden çevreye salınır. Hidrojen atomu, sonucu ATP'nin sentezi olan bir reaksiyonlar zincirine dahil edilir. Bu reaksiyonlar aşağıdaki sırayla gider:

1. Hidrojen atomu H, taşıyıcı enzimlerin yardımıyla, oksitlendiği cristae oluşturan mitokondrinin iç zarına girer:

2. Proton H+ (hidrojen katyonu), taşıyıcılar tarafından cristae zarının dış yüzeyine taşınır. Protonlar için, bu zar ve mitokondrinin dış zarı geçirgen değildir, bu nedenle zarlar arası boşlukta birikerek bir proton rezervuarı oluştururlar.

3. Hidrojen elektronları, cristae zarının iç yüzeyine aktarılır ve oksidaz enzimi yardımıyla hemen oksijene bağlanır ve negatif yüklü bir aktif oksijen (anyon) oluşturur:

4. Membranın her iki tarafındaki katyonlar ve anyonlar zıt yüklü bir elektrik alanı oluşturur ve potansiyel fark 200 mV'a ulaştığında proton kanalı çalışmaya başlar. Kristayı oluşturan iç zara gömülü olan ATP sentetaz enzim moleküllerinde oluşur.

5. Proton kanalı boyunca, H + protonları mitokondriye koşarak, çoğu ADP ve F'den () ATP sentezine giden yüksek bir enerji seviyesi yaratır ve H + protonlarının kendileri aktif oksijen ile etkileşime girerek oluştururlar. su ve moleküler O 2:

Böylece organizmanın solunumu sırasında mitokondriye giren O 2, H+ protonlarının eklenmesi için gereklidir. Yokluğunda, elektron taşıma zinciri işlevini yitirdiği için mitokondrideki tüm süreç durur. Aşama III'ün genel reaksiyonu:

Bir glikoz molekülünün parçalanmasının bir sonucu olarak, 38 ATP molekülü oluşur: II - 2 ATP aşamasında ve III - 36 ATP aşamasında. Ortaya çıkan ATP molekülleri mitokondrinin ötesine geçer ve enerjinin gerekli olduğu tüm hücre süreçlerine katılır. Bölünme, ATP enerji verir (bir fosfat bağı 46 kJ içerir) ve ADP ve F (fosfat) şeklinde mitokondriye geri döner.

Metabolizma (metabolizma) vücutta meydana gelen tüm kimyasal reaksiyonların toplamıdır. Tüm bu reaksiyonlar 2 gruba ayrılır

1. Plastik değişim(asimilasyon, anabolizma, biyosentez) - bu, enerji harcaması olan basit maddelerden oluşturulmuş (sentezlenmiş) daha karmaşık. Misal:

• Fotosentez sırasında glikoz, karbondioksit ve sudan sentezlenir.

2. Enerji değişimi(dissimilasyon, katabolizma, solunum) karmaşık maddelerin parçalamak (oksitlemek) daha basit olanlara ve aynı zamanda enerji serbest bırakılır yaşam için gerekli. Misal:

• Mitokondride glikoz, amino asitler ve yağ asitleri oksijen tarafından karbondioksit ve suya oksitlenir ve enerji üretilir. (hücresel solunum)

Plastik ve enerji metabolizması ilişkisi

• Plastik metabolizma, hücreye enerji metabolizması için enzim proteinleri dahil olmak üzere karmaşık organik maddeler (proteinler, yağlar, karbonhidratlar, nükleik asitler) sağlar.
• Enerji metabolizması hücreye enerji sağlar. İş yaparken (zihinsel, kaslı vb.) enerji metabolizması artar.

ATP- hücrenin evrensel enerji maddesi (evrensel enerji akümülatörü). Enerji metabolizması sürecinde oluşur (organik maddelerin oksidasyonu).

• Enerji metabolizması sırasında tüm maddeler parçalanır ve ATP sentezlenir. Bu durumda, bozunmuş kompleks maddelerin kimyasal bağlarının enerjisi ATP enerjisine dönüştürülür, enerji ATP'de depolanır.
• Plastik değişim sırasında tüm maddeler sentezlenir ve ATP parçalanır. nerede ATP enerjisi tüketilir(ATP'nin enerjisi, bu maddelerde depolanan karmaşık maddelerin kimyasal bağlarının enerjisine dönüştürülür).

Birini seçin, en doğru seçenek. Plastik değişim sürecinde
1) daha karmaşık karbonhidratlar daha az karmaşıktan sentezlenir
2) yağlar gliserol ve yağ asitlerine dönüştürülür
3) proteinler karbondioksit, su, azot içeren maddelerin oluşumu ile oksitlenir
4) enerji açığa çıkar ve ATP sentezlenir

Cevap

Üç seçenek belirleyin. Plastik değişimi enerji değişiminden nasıl farklıdır?
1) enerji ATP moleküllerinde depolanır
2) ATP moleküllerinde depolanan enerji tüketilir
3) organik maddeler sentezlenir
4) organik maddelerin parçalanması var
5) metabolizmanın son ürünleri - karbondioksit ve su
6) metabolik reaksiyonlar sonucunda proteinler oluşur

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Plastik metabolizma sürecinde, moleküller hücrelerde sentezlenir
1) proteinler
2) su
3) ATP
4) inorganik maddeler

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Plastik ve enerji metabolizması arasındaki ilişki nedir?
1) plastik değişim, enerji için organik maddeler sağlar
2) enerji değişimi plastik için oksijen sağlar
3) plastik metabolizma, enerji için mineraller sağlar
4) plastik değişim, enerji için ATP molekülleri sağlar

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Enerji metabolizması sürecinde, plastiğin aksine,
1) ATP moleküllerinde bulunan enerjinin harcanması
2) ATP moleküllerinin makroerjik bağlarında enerji depolaması
3) hücrelere proteinler ve lipitler sağlamak
4) hücrelere karbonhidratlar ve nükleik asitler sağlamak

Cevap

1. Değişimin özellikleri ile türü arasında bir yazışma kurun: 1) plastik, 2) enerji. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) Organik maddelerin oksidasyonu
B) Monomerlerden polimer oluşumu
B) ATP'nin parçalanması
D) Hücrede enerji depolanması
D) DNA replikasyonu
E) oksidatif fosforilasyon

Cevap

2. Bir hücredeki metabolizmanın özellikleri ile türü arasında bir yazışma kurun: 1) enerji, 2) plastik. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) Glikozun oksijensiz parçalanması meydana gelir.
B) Kloroplastlarda ribozomlarda gerçekleşir
C) metabolizmanın son ürünleri - karbondioksit ve su
D) Organik maddeler sentezlenir
D) ATP moleküllerinde depolanan enerji kullanılır
E) ATP moleküllerinde enerji açığa çıkar ve depolanır.

Cevap

3. İnsanlarda metabolizma belirtileri ve türleri arasında bir yazışma kurun: 1) plastik metabolizma, 2) enerji metabolizması. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) maddeler oksitlenir
B) maddeler sentezlenir
C) Enerji ATP moleküllerinde depolanır.
D) enerji harcanır
D) Ribozomlar sürece katılır
E) Mitokondri sürece dahil olur

Cevap

4. Metabolizmanın özellikleri ile türü arasında bir yazışma kurun: 1) enerji, 2) plastik. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) DNA replikasyonu
B) protein biyosentezi
B) Organik maddelerin oksidasyonu
D) transkripsiyon
D) ATP sentezi
E) kemosentez

Cevap

5. Değişimin özellikleri ve türleri arasında bir yazışma kurun: 1) plastik, 2) enerji. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) Enerji ATP moleküllerinde depolanır.
B) biyopolimerler sentezlenir
B) Karbondioksit ve su oluşur
D) Oksidatif fosforilasyon meydana gelir
D) DNA replikasyonu gerçekleşir

Cevap

Enerji metabolizması ile ilgili üç süreç seçin.
1) atmosfere oksijen salınımı
2) karbondioksit, su, üre oluşumu
3) oksidatif fosforilasyon
4) glikoz sentezi
5) glikoliz
6) su fotolizi

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Kas kasılması için gerekli olan enerji açığa çıkar.
1) organik maddelerin sindirim organlarında parçalanması
2) sinir uyarıları ile kasın tahrişi
3) kaslardaki organik maddelerin oksidasyonu
4) ATP sentezi

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Bir hücrede lipitlerin senteziyle sonuçlanan süreç nedir?
1) farklılaştırma
2) biyolojik oksidasyon
3) plastik değişim
4) glikoliz

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Plastik metabolizmanın değeri - vücudun arzı
1) mineral tuzlar
2) oksijen
3) biyopolimerler
4) enerji

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. İnsan vücudundaki organik maddelerin oksidasyonu,
1) nefes alırken pulmoner veziküller
2) plastik değişim sürecinde vücut hücreleri
3) sindirim sisteminde gıdaların sindirim süreci
4) enerji metabolizması sürecinde vücut hücreleri

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Bir hücredeki hangi metabolik reaksiyonlara enerji maliyetleri eşlik eder?
1) enerji metabolizmasının hazırlık aşaması
2) laktik asit fermantasyonu
3) organik maddelerin oksidasyonu
4) plastik değişim

Cevap

1. Metabolizmanın süreçleri ve bileşenleri arasında bir yazışma oluşturun: 1) anabolizma (asimilasyon), 2) katabolizma (dissimilasyon). 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) fermantasyon
B) glikoliz
B) nefes almak
D) protein sentezi
D) fotosentez
E) kemosentez

Cevap

2. Özellikler ve metabolik süreçler arasında bir yazışma kurun: 1) asimilasyon (anabolizma), 2) disimilasyon (katabolizma). 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) Vücudun organik maddelerinin sentezi
B) hazırlık aşaması, glikoliz ve oksidatif fosforilasyon içerir
C) Açığa çıkan enerji ATP'de depolanır.
D) Su ve karbondioksit oluşur
D) enerji maliyeti gerektirir
E) Kloroplastlarda ve ribozomlarda bulunur

Cevap

Beşten iki doğru cevap seçin ve altında belirtilen sayıları yazın. Metabolizma, canlı sistemlerin temel özelliklerinden biridir, neler olduğu ile karakterize edilir.
1) dış çevresel etkilere seçici tepki
2) farklı salınım periyotları ile fizyolojik süreçlerin ve fonksiyonların yoğunluğundaki değişiklik
3) nesilden nesile özellik ve özelliklerin iletimi
4) gerekli maddelerin emilmesi ve atık ürünlerin atılması
5) iç ortamın nispeten sabit bir fiziksel ve kimyasal bileşimini korumak

Cevap

1. Aşağıdaki terimlerin ikisi dışında tümü plastik değişimini tanımlamak için kullanılmaktadır. Genel listeden "düşen" iki terimi belirleyin ve altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) çoğaltma
2) çoğaltma
3) yayın
4) yer değiştirme
5) transkripsiyon

Cevap

2. Aşağıda sayılan iki kavram dışında tüm kavramlar hücredeki plastik metabolizmayı anlatmak için kullanılmaktadır. Genel listeden “düşen” iki kavramı belirleyin ve altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) asimilasyon
2) benzeşme
3) glikoliz
4) transkripsiyon
5) yayın

Cevap

3. Aşağıda listelenen terimler, ikisi hariç, plastik değişimi karakterize etmek için kullanılmaktadır. Genel listenin dışında kalan iki terimi belirleyin ve altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) bölme
2) oksidasyon
3) çoğaltma
4) transkripsiyon
5) kemosentez

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Azotlu baz adenin, riboz ve üç fosforik asit kalıntısı
1) DNA
2) RNA
3) ATP
4) sincap

Cevap

Aşağıdaki tüm işaretler, ikisi hariç, hücredeki enerji metabolizmasını karakterize etmek için kullanılabilir. Genel listeden “düşen” iki özelliği belirleyin ve yanıt olarak altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) enerji emilimi ile birlikte gelir
2) mitokondride biter
3) ribozomlarda biter
4) ATP moleküllerinin sentezi eşlik eder
5) karbondioksit oluşumu ile biter

Cevap

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Bunun adı disimilasyon. Belirli bir miktarda enerjinin serbest bırakıldığı bir organik bileşikler topluluğudur.

Disimilasyon, canlı organizmaların türüne bağlı olarak iki veya üç aşamada gerçekleşir. Yani aeroblarda hazırlayıcı, oksijensiz ve oksijenli aşamalardan oluşur. Anaeroblarda (anoksik bir ortamda işlev görebilen organizmalar), disimilasyon son adımı gerektirmez.

Aeroblarda enerji metabolizmasının son aşaması tam oksidasyon ile sona erer. Bu durumda, glikoz moleküllerinin parçalanması, kısmen ATP oluşumuna giden enerji oluşumu ile gerçekleşir.

ADP'ye inorganik fosfat eklendiğinde, fosforilasyon sürecinde ATP sentezinin gerçekleştiğini belirtmekte fayda var. Aynı zamanda ATP sentazın katılımıyla mitokondride sentezlenir.

Bu enerji bileşiğinin oluşumu sırasında hangi reaksiyon meydana gelir?

Adenozin difosfat ve fosfat, ATP'yi oluşturmak için birleşir ve oluşumu yaklaşık 30.6 kJ / mol alır. Adenozin trifosfat, çünkü ATP'nin yüksek enerjili bağlarının hidrolizi sırasında önemli bir miktarı salınır.

ATP'nin sentezinden sorumlu olan moleküler makine, spesifik bir sentazdır. İki bölümden oluşur. Bunlardan biri zarda bulunur ve protonların mitokondriye girdiği bir kanaldır. Bu, ATP'nin F1 adı verilen başka bir yapısal parçası tarafından yakalanan enerjiyi serbest bırakır. Bir stator ve bir rotor içerir. Membrandaki stator sabittir ve ATP'nin kimyasal sentezinden sorumlu olan alfa ve beta alt birimlerinin yanı sıra bir delta bölgesinden oluşur. Rotor, gama ve epsilon alt birimleri içerir. Bu kısım, protonların enerjisini kullanarak döner. Bu sentaz, dış zardan gelen protonlar mitokondrinin ortasına doğru yönlendirilirse ATP sentezini sağlar.

Hücrenin uzamsal düzen ile karakterize edildiğine dikkat edilmelidir. Maddelerin kimyasal etkileşimlerinin ürünleri asimetrik olarak dağılır (pozitif yüklü iyonlar bir yöne, negatif yüklü parçacıklar diğer yöne gider), zar üzerinde bir elektrokimyasal potansiyel oluşturur. Bir kimyasal ve bir elektrik bileşeninden oluşur. Evrensel enerji depolama biçimi haline gelen mitokondri yüzeyindeki bu potansiyel olduğu söylenmelidir.

Bu model İngiliz bilim adamı P. Mitchell tarafından keşfedildi. Oksidasyondan sonra maddelerin moleküllere benzemediğini, mitokondriyal zarın karşı taraflarında bulunan pozitif ve negatif yüklü iyonlara benzediğini öne sürdü. Bu varsayım, adenosin trifosfat sentezi sırasında fosfatlar arasında makroerjik bağların oluşumunun doğasını açıklamayı ve ayrıca bu reaksiyonun kemiozmotik hipotezini formüle etmeyi mümkün kıldı.

Ana hücrenin enerji kaynağı besinlerdir: oksijen yardımıyla oksitlenen karbonhidratlar, yağlar ve proteinler. Hemen hemen tüm karbonhidratlar, vücudun hücrelerine ulaşmadan önce, gastrointestinal sistem ve karaciğerin çalışması nedeniyle glikoza dönüştürülür. Karbonhidratların yanı sıra proteinler de parçalanır - amino asitlere ve lipitlere - yağ asitlerine.Hücrede, besinler oksijenin etkisi altında ve enerji salınımı reaksiyonlarını ve kullanımını kontrol eden enzimlerin katılımıyla oksitlenir.

Hemen hemen tüm oksidatif reaksiyonlar mitokondride meydana gelir ve salınan enerji bir makroerjik bileşik - ATP şeklinde depolanır. Gelecekte, hücre içi metabolik süreçler için enerji sağlamak için kullanılan besinler değil, ATP'dir.

ATP molekülüşunları içerir: (1) azotlu baz adenin; (2) pentoz karbonhidrat riboz, (3) üç fosforik asit kalıntısı. Son iki fosfat, ATP formülünde ~ sembolü ile gösterilen makroerjik fosfat bağları ile birbirine ve molekülün geri kalanına bağlanır. Vücudun karakteristik fiziksel ve kimyasal koşullarına bağlı olarak, bu tür her bir bağın enerjisi, 1 mol ATP başına 12.000 kaloridir; bu, sıradan bir kimyasal bağın enerjisinden birçok kez daha yüksektir, bu nedenle fosfat bağlarına makroerjik denir. Ayrıca, bu bağlar kolayca yok edilir ve ihtiyaç duyulduğunda hücre içi süreçlere enerji sağlar.

Serbest bırakıldığında ATP enerjisi bir fosfat grubu bağışlar ve adenozin difosfata dönüştürülür. Serbest bırakılan enerji, örneğin biyosentez reaksiyonlarında ve kas kasılması sırasında neredeyse tüm hücresel işlemler için kullanılır.

ATP rezervlerinin yenilenmesi ADP'nin besinlerin enerjisi pahasına bir fosforik asit tortusu ile yeniden birleştirilmesiyle oluşur. Bu işlem defalarca tekrarlanır. ATP sürekli olarak tüketilir ve biriktirilir, bu nedenle hücrenin enerji para birimi olarak adlandırılır. ATP'nin devir süresi sadece birkaç dakikadır.

ATP oluşumunun kimyasal reaksiyonlarında mitokondrinin rolü. Glikoz hücreye girdiğinde, sitoplazmik enzimlerin etkisi altında piruvik aside dönüşür (bu işleme glikoliz denir). Bu süreçte açığa çıkan enerji, toplam enerji rezervlerinin %5'inden daha az olan az miktarda ADP'yi ATP'ye dönüştürmek için kullanılır.

%95'i mitokondride gerçekleşir. Sırasıyla karbonhidratlardan, yağlardan ve proteinlerden oluşan piruvik asit, yağ asitleri ve amino asitler sonunda mitokondriyal matriste asetil-CoA adı verilen bir bileşiğe dönüştürülür. Bu bileşik, sırayla, enerjisinden vazgeçmek için topluca trikarboksilik asit döngüsü veya Krebs döngüsü olarak bilinen bir dizi enzimatik reaksiyona girer.

bir döngüde trikarboksilik asitler asetil-CoA hidrojen atomlarına ve karbondioksit moleküllerine ayrılır. Karbondioksit mitokondriden difüzyonla hücreden atılır ve akciğerler yoluyla vücuttan atılır.

hidrojen atomları kimyasal olarak çok aktiftirler ve bu nedenle mitokondriye yayılan oksijenle hemen reaksiyona girerler. Bu reaksiyonda açığa çıkan büyük miktarda enerji, birçok ADP molekülünü ATP'ye dönüştürmek için kullanılır. Bu reaksiyonlar oldukça karmaşıktır ve mitokondriyal kristayı oluşturan çok sayıda enzimin katılımını gerektirir. İlk aşamada, hidrojen atomundan bir elektron ayrılır ve atom bir hidrojen iyonuna dönüşür. İşlem, oksijene hidrojen iyonlarının eklenmesiyle sona erer. Bu reaksiyonun bir sonucu olarak, mitokondriyal cristae yüzeyinde tüberküller gibi davranan büyük küresel bir protein olan ATP sentetazın çalışması için gerekli olan su ve büyük miktarda enerji oluşur. Hidrojen iyonlarının enerjisini kullanan bu enzimin etkisiyle ADP, ATP'ye dönüştürülür. Yeni ATP molekülleri, mitokondriden, bu bileşiğin enerjisinin çeşitli işlevleri sağlamak için kullanıldığı çekirdek de dahil olmak üzere hücrenin tüm bölümlerine gönderilir.
Bu süreç ATP sentezi genellikle ATP oluşumunun kemiozmotik mekanizması olarak adlandırılır.