Die Zellatmung ist ein fundamentaler biologischer Prozess, bei dem Glucose zu Energie in Form von ATP umgewandelt wird.
Die ATP Funktion als universeller Energieträger ist essentiell für alle Lebensprozesse in der Zelle. Der ATP ADP Kreislauf beginnt mit der Glykolyse, die im Cytoplasma stattfindet. Während der Glykolyse wird ein Glucose-Molekül in zwei Pyruvat-Moleküle gespalten, wobei bereits erste ATP-Moleküle entstehen. Der Glykolyse Ablauf umfasst zehn enzymatische Reaktionen, bei denen aus einem Glucose-Molekül zwei Pyruvat-Moleküle, zwei NADH und netto zwei ATP-Moleküle gebildet werden.
Die weitere Energieumwandlung erfolgt in den Mitochondrien durch die oxidative Phosphorylierung. In der Atmungskette werden die aus der Glykolyse stammenden Reduktionsäquivalente NADH und FADH2 oxidiert, wobei Elektronen über mehrere Proteinkomplexe transportiert werden. Diese Redoxreaktion in der Atmungskette erzeugt einen Protonengradienten, der die ATP-Synthase antreibt. Die ATP-Synthase phosphoryliert ADP zu ATP, wodurch der Großteil des zellulären ATPs gebildet wird. Dieser Prozess der Energieumwandlung Stoffwechsel wird streng reguliert und ist von verschiedenen Faktoren wie dem Energiebedarf der Zelle und der Verfügbarkeit von Sauerstoff abhängig. Insgesamt entstehen aus einem Glucose-Molekül bis zu 38 ATP-Moleküle, die der Zelle als Energiequelle für verschiedenste Stoffwechselprozesse zur Verfügung stehen.
