„Mitokondrium” változatai közötti eltérés

Az alapállomány gélszerű, tartalmazza a saját, [[prokarióták|prokarióta]] jellegű, gyűrű alakú [[DNS (biológia)Dezoxiribonukleinsav|DNS]]-t és riboszómát, benne játszódik le a [[citromsavciklus]] (citrát-kör – Szent-Györgyi-Krebs-féle körfolyamat). Az acetil-koenzim-A molekulák acetilcsoportja két lépésben [[szén-dioxid]]dá oxidálódik, miközben a [[nikotinamid-adenin-dinukleotid|NAD⁺]] redukált [[koenzim]]mé (NADH + H⁺) alakul.

A folyamat elején az [[acetilcsoport]]ot megkötő molekula az [[oxálecetsav]], a körfolyamat innen indul és ide tér vissza. Két acetilcsoportot két vízmolekula belépésével két oxálecetsav köt meg. Az első reakció eredményeként két molekula [[citromsav]] keletkezik. Több lépésben [[karbonsavak|dekarboxileződnek]], miközben két molekulára számolva négy szén-dioxid lép ki, a lehasadó hidrogének pedig négy NAD⁺ molekulát redukálnak NADH + H⁺-ná.

Ezután több lépésben, bonyolult módon regenerálódik a ciklus kiinduló vegyülete, az oxálecetsav. A regenerációs folyamat egy helyen két [[Adenozin-trifoszfát|ATP]]-molekula szintéziséhez elegendő energia-felszabadulásával, két lépése pedig két NAD⁺ és két FAD⁺ molekula redukálódásával jár).

A terminális oxidáció a NADH+H⁺ molekuláktól indul el. A koenzimek leadják az általuk ideszállított hidrogének 2 elektronját és egy protonját az elektrontranszport rendszer első tagjának, egy [[enzim]]nek, ami a második protont az alapállományból veszi fel. Az enzim redukálódik, miközben NAD⁺ molekulák jönnek létre.

Az enzim a külső kamrába löki a protonokat, az elektronpár pedig a belső membránban található szállítórendszer vastartalmú fehérjéire kerül. Ezek a [[redoxi reakcióredoxireakció|redoxreakciókra]] képes membránfehérjék strukturáltan állnak egymáshoz képest. Az elektronpár a membránfehérjék ([[Koenzim Q10|ubikinon]], citokróm-b, citokróm-c, citokróm-a, a3) [[standardpotenciál]] csökkenése irányába adogatódik egyik fehérjéről a másikra. Eközben két-két protont juttatnak át a membránfehérjék az alapállomány felől a külső kamrába. A folyamat többszöri lejátszódása miatt jelentős protonkoncentrációbeli különbség alakul ki a belső membrán két oldala között. A különbség kiegyenlítődését az alapállomány felé néző enzimkomplex végzi (protonpumpa). Az enzimkomplexen átáramló protonpár energiája ATP szintézisére fordítódik. Ez a Mitchell-féle kemiozmotikus hipotézis lényege.

Egy NADH+H⁺ molekula hidrogén eredetű elektron- és protonpárt ad le. Az elektronpár miközben végighalad az [[elektrontranszportlánc|elektronszállító rendszeren]], háromszor biztosít protonpár-áthaladást a mitokondrium alapállománya felől a külső kamrába a belső membránon keresztül. A protonpárok így háromszor haladnak át a protonpumpán, ami minden alkalommal ATP-t szintetizál, így 1 NADH+H⁺ molekula 3 ATP szintézisét biztosítja. Egy glükóz lebontásakor azonban 10 NADH+H⁺ molekula keletkezik, ezek összesen 30 ATP szintéziséhez járulnak hozzá.

A [[Flavin-adenin-dinukleotid|FADH+H⁺]] működése csak annyiban tér el, hogy ő az elektronszállító rendszer távolabbi tagjának képes csak elektronpárt és protont átadni. Emiatt azonban kimarad egy protonpár-áramlási lehetőség, így ez a koenzim csak 2 ATP oxidatív foszforilációját eredményezi. Mivel a teljes biológiai oxidáció során egy glükózra számolva 2 FADH+H ⁺ keletkezett, ezek összesen 4 ATP szintézisét biztosítják.