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L'ATP, o adenosina trifosfato, è la valuta energetica primaria delle cellule viventi. I suoi tre gruppi fosfato immagazzinano energia chimica che può essere rilasciata quando il legame terminale viene idrolizzato. Questa energia alimenta praticamente ogni reazione metabolica, dalla contrazione muscolare alla sintesi del DNA. Aggiungendo un fosfato all'ADP (adenosina difosfato), le cellule convertono l'ADP in ATP, creando un serbatoio di energia pronto all'uso.
Questi passaggi si verificano prevalentemente all’interno dei mitocondri, le centrali elettriche della cellula. La membrana esterna è liscia, mentre la membrana interna si ripiega in creste, aumentando notevolmente la superficie per l'ETC e l'ATP sintasi.
L'ETC crea un gradiente elettrochimico pompando protoni nello spazio intermembrana. Questa forza motrice protonica crea un'elevata concentrazione di protoni all'esterno della matrice, stabilendo un ripido gradiente attraverso la membrana interna. I protoni ritornano nella matrice attraverso l'ATP sintasi, un complesso enzimatico rotante incorporato nella membrana. L'energia rotazionale generata dal flusso di protoni determina l'aggiunta di un gruppo fosfato all'ADP, formando ATP.
In sostanza, la cellula sfrutta l’energia rilasciata dal trasporto degli elettroni per pompare protoni, quindi utilizza quel gradiente protonico per alimentare la fase finale della respirazione cellulare:la sintesi di ATP. L'ATP appena formato esce dai mitocondri e alimenta una miriade di processi cellulari, sostenendo la vita.
