ミトコンドリアにおけるATP生成のプロセスは、酸素の存在下でのグルコース、脂肪酸、およびその他の有機分子の分解を含む細胞呼吸と呼ばれます。ミトコンドリア内で発生する細胞呼吸の主なステップの概要を次に示します。
1。解糖： このプロセスは、ミトコンドリア以外の細胞質で行われます。 6炭素糖であるグルコースは、3炭素分子である2つのピルビン酸分子に分解されます。このステップでは、少量のATPと電子キャリア分子であるNADHが生成されます。
2。ピルビン酸脱炭酸： 解糖からのピルビン酸分子は、ミトコンドリアに入ります。それらは、アセチルコエンザイムA（アセチルCoA）に変換され、クエン酸サイクルに入ります。
3。クエン酸サイクル（クレブスサイクル）： この一連の化学反応は、ミトコンドリアマトリックスで行われます。アセチルCoAはオキサロ酢酸と組み合わせてクエン酸を形成し、クエン酸塩を形成し、一連の酵素反応を起こして二酸化炭素を放出し、より多くのNADHおよびFADH2である電子キャリア分子を生成します。
4。電子輸送チェーン： 解糖およびクエン酸サイクルで生成されたNADHおよびFADH2分子は、高エネルギー電子を電子輸送鎖に寄付します。この鎖は、内側のミトコンドリア膜に位置し、一連のタンパク質複合体で構成されています。
電子が鎖を通過すると、そのエネルギーを使用して、ミトコンドリアマトリックスから膜間空間に水素イオン（H+）をポンピングします。これにより、膜全体に電気化学勾配が作成されます。
5。 ATP合成： 電子輸送鎖によって生成された電気化学勾配は、細胞呼吸の最終ステップであるATP合成を促進します。水素イオンがATPシンターゼと呼ばれるタンパク質複合体を介してミトコンドリアマトリックスに戻ると、放出されたエネルギーを使用してADP（アデノシン二リン酸）からATPを合成します。
この化学装置のプロセスは、かなりの量のATPを生成します。これは、細胞の動き、分子の合成、イオンの活性輸送、および他の多くの細胞機能などのさまざまなエネルギーを要求する活動のために細胞によって利用できます。
全体として、ミトコンドリアは、細胞呼吸のプロセスを通じて有機分子をATPに変換することにより、動物細胞のエネルギー代謝に重要な役割を果たします。機能的なミトコンドリアがなければ、細胞は本質的な機能を実行するのに十分なエネルギーを生成することができず、細胞死につながり、最終的に生物の生存に影響を与えます。
