az adott energiaút, amelyet egy sejt alkalmaz, nagymértékben attól függ, hogy ez a sejt eukarióta vagy prokarióta. Az eukarióta sejtek három fő folyamatot használnak az élelmiszermolekulák kémiai kötéseiben lévő energia könnyebben felhasználható formákká — gyakran energiában gazdag hordozómolekulákká-történő átalakítására. Az adenozin 5 ‘ – trifoszfát vagy ATP, a sejtek leggyakoribb energiahordozó molekulája. Ez a molekula anitrogén bázisból (adenin), ribózcukorból és három foszfátcsoportból áll., Az adenoziner szó utal az adeninre, valamint a ribózcukorra. A második ésharmadik foszfátok közötti kötés nagy energiájú kötés (5.ábra).
az eukarióta energiaút első folyamata a glikolízis, ami szó szerint “cukor felosztást” jelent.”Glikolízis során, az egyes molekulák glükóz szét, illetve végső soron alakítani két molekula nevű anyag piruvát; mert minden glükózt tartalmaz hat szénatom, minden ebből eredő piruvát tartalmaz, csak három szénatom. A glikolízis valójában tíz kémiai reakció sorozat, amely két ATP molekula bevitelét igényli., Ezt a bemenetet négy új ATP-molekula előállítására használják, ami azt jelenti, hogy a glikolízis két ATP nettó nyereségét eredményezi. Két NADH molekulát is előállítanak; ezek a molekulák elektronhordozóként szolgálnak a sejt egyéb biokémiai reakcióihoz.
A glikolízis egy ősi, jelentős ATP-termelő út, amely szinte minden sejtben, eukariótákban és prokariótákban egyaránt előfordul. Ez a folyamat, amelyet erjedésnek is neveznek, a citoplazmában zajlik, nem igényel oxigént. A glikolízis során előállított piruvát sorsa azonban attól függ, hogy van-e oxigén., Oxigén hiányában a piruvát nem teljesen oxidálható szén-dioxidra, így különböző közbenső termékek keletkeznek. Például, ha az oxigén szintje alacsony, a vázizomsejtek glikolízisre támaszkodnak, hogy megfeleljenek intenzív energiaigényüknek. Ez a glikolízisre való támaszkodás egy tejsav néven ismert köztes felhalmozódását eredményezi, amely az ember izmait úgy érezheti, mintha “tűzben lennének.”Hasonlóképpen, az élesztő, amely egysejtű eukarióta, alkoholt termel (szén-dioxid helyett) oxigénhiányos környezetben.,
ezzel szemben, ha oxigén áll rendelkezésre, a glikolízis által termelt piruvátok az eukarióta energiaút következő részének bemenetévé válnak. Ebben a szakaszban a citoplazmában lévő minden piruvát molekula belép a mitokondrionba, ahol acetil-CoA-ba, két szén-dioxid-energiahordozóvá alakul, harmadik szén pedig oxigénnel kombinálódik, és szén-dioxidként szabadul fel. Ugyanakkor NADH hordozót is generálnak. Az acetil-CoA ezután belép a citromsavciklusnak nevezett útvonalba, amely a sejtek által használt második fő energiafolyamat., A nyolclépcsős citromsavciklus további három NADH molekulát és két másik hordozómolekulát hoz létre: a FADH2-t és a GTP-t (6.ábra, Közép).
A harmadik fontos folyamat az eukarióta energia út magában foglalja, hogy egy elektron transzport lánc, katalizált több fehérje komplexek található, a mitochondrional belső membrán., Ez az oxidatív foszforilációnak nevezett folyamat az elektronokat a NADH-ból és a FADH2-ből a membránfehérje-komplexeken keresztül, végül pedig az oxigénbe továbbítja, ahol összekapcsolják a vizet. Ahogy az elektronok áthaladnak a láncban lévő fehérje komplexeken, a hidrogénionok vagy protonok gradiense alakul ki a mitokondriális membránon. A sejtek kihasználják ennek a protongradiensnek az energiáját, hogy három további ATP molekulát hozzanak létre minden olyan elektron számára, amely a lánc mentén halad., Összességében a citromsav ciklus és az oxidatív foszforiláció kombinációja sokkal több energiát eredményez, mint az erjedés – 15-ször annyi energia glükózmolekulánként! Ezeket a folyamatokat, amelyek a mitochondionon belül, a citromsavcikluson és az oxidatív foszforiláción belül fordulnak elő, légzésnek nevezik, amely az oxigén felvételét és a szén-dioxid termelését párosító folyamatokhoz használt kifejezés (6.ábra).
a mitokondriális membránban az elektronszállítási lánc nem az egyetlen, amely energiát termel az élő sejtekben., A növényi és más fotoszintetikus sejtekben a kloroplasztok elektronszállítási lánccal is rendelkeznek, amely napenergiát termel. Annak ellenére, hogy nem tartalmaznak mithcondriát vagy kloroplatss-t, a prokarióták más típusú energiatermelő elektronszállítási láncokkal rendelkeznek a plazmamembránjaikon belül, amelyek szintén energiát termelnek.