específico de energia caminho que uma célula emprega depende, em grande parte se que a célula é um eukaryote ou um procarioto. As células eucarióticas utilizam três processos principais para transformar a energia contida nas ligações químicas das moléculas alimentares em formas mais facilmente utilizáveis — frequentemente moléculas portadoras ricas em energia. A adenosina 5 ‘ – trifosfato, ou ATP, é a molécula de portador de energia mais abundante nas células. Esta molécula é feita de base de anitrogênio (adenina), um açúcar ribose, e três grupos de fosfato., A palavra adenosinerefere-se à adenina e ao açúcar ribose. A ligação entre o segundo e o terceiro fosfatos é uma ligação de alta energia (Figura 5). o primeiro processo na Via energética eucariótica é a glicólise, que significa literalmente “divisão de açúcar”. Durante a glicólise, moléculas únicas de glicose são divididas e finalmente convertidas em duas moléculas de uma substância chamada piruvato; porque cada glicose contém seis átomos de carbono, cada piruvato resultante contém apenas três carbonos. A glicólise é na verdade uma série de dez reações químicas que requerem a entrada de duas moléculas ATP., Esta entrada é usada para gerar quatro novas moléculas de ATP, o que significa que a glicólise resulta em um ganho líquido de duas ATPs. Duas moléculas de NADH também são produzidas; essas moléculas servem como portadores de elétrons para outras reações bioquímicas na célula.
glicólise é uma via antiga, principal produtora de ATP que ocorre em quase todas as células, eucariotas e procariotas. Este processo, também conhecido como fermentação, ocorre no citoplasma e não requer oxigênio. No entanto, o destino do piruvato produzido durante a glicólise depende da presença de oxigénio., Na ausência de oxigênio, o piruvato não pode ser completamente oxidado em dióxido de carbono, então vários produtos intermediários resultam. Por exemplo, quando os níveis de oxigénio são baixos, as células do músculo esquelético dependem da glicólise para satisfazer as suas necessidades energéticas intensas. Esta dependência da glicólise resulta no acúmulo de um intermediário conhecido como ácido láctico, que pode fazer com que os músculos de uma pessoa se sintam como se estivessem “em chamas”.”Similarmente, a levedura, que é um eucariote unicelular, produz álcool (em vez de dióxido de carbono) em ambientes com deficiência de oxigênio.,
em contraste, quando o oxigénio está disponível, os piruvatos produzidos pela glicólise tornam-se a entrada para a próxima porção da via energética eucariótica. Durante esta fase, cada molécula de piruvato no citoplasma entra na mitocôndria, onde é convertida em acetil CoA, um portador de energia de dois átomos de carbono, e seu terceiro carbono se combina com oxigênio e é liberado como dióxido de carbono. Ao mesmo tempo, um porta-aviões NADH também é gerado. Acetyl CoA então entra em uma via chamada ciclo de ácido cítrico, que é o segundo maior processo de energia usado pelas células., O ciclo de ácido cítrico de oito etapas gera mais três moléculas NADH e duas outras moléculas portadoras: FADH2 e GTP (Figura 6, Meio).
A terceira grande processo em eucarióticas via energética envolve uma cadeia de transporte de elétrons, catalisada por vários complexos de proteína localizada na mitochondrional membrana interna., Este processo, chamado fosforilação oxidativa, transfere elétrons de NADH e FADH2 através dos complexos proteicos da membrana, e finalmente para oxigênio, onde eles se combinam para formar água. À medida que os elétrons viajam através dos complexos proteicos na cadeia, um gradiente de íons hidrogênio, ou prótons, forma-se através da membrana mitocondrial. As células aproveitam a energia deste gradiente de prótons para criar três moléculas ATP adicionais para cada elétron que viaja ao longo da cadeia., No geral, a combinação do ciclo do ácido cítrico com a fosforilação oxidativa produz muito mais energia do que a fermentação – 15 vezes mais energia por molécula de glicose! Juntos, estes processos que ocorrem dentro do mitocondion, o ciclo do ácido cítrico e a fosforilação oxidativa, são referidos como respiração, um termo usado para processos que associam o consumo de oxigênio e a produção de dióxido de carbono (Figura 6).
a cadeia de transporte de electrões na membrana mitocondrial não é a única que gera energia nas células vivas., Em plantas e outras células fotossintéticas, os cloroplastos também têm uma cadeia de transporte de elétrons que recolhe energia solar. Mesmo que eles não contenham mitocôndria ou cloroplatss, os procariontes têm outros tipos de cadeias de transporte de elétrons de geração de energia dentro de suas membranas de plasma que também geram energia.