ATP och mitokondrier är båda väsentliga för mänskliga cellers funktion. Kroppen använder adenosintrifosfat (ATP) för energi, och mitokondrierna är de organeller där energi produceras i var och en av dessa celler. Specifikt görs ATP i vecken av mitokondriens inre membran. Ju fler veck, eller cristae, mitochnodrionmembranet har, desto mer ATP kan det producera.
Varje eukaryot cell har en eller flera mitokondrier beroende på cellens syfte och hur mycket energi cellen generellt behöver för att fungera. Varje mitokondrie har ett slätt yttre membran och ett mycket vikt inre membran. Det inre membranet håller elektrontransportkedjan som används vid cellandning. Cellandning är den process som förändrar kemisk energi som lagras i maten till energi som kan användas i kroppen, nämligen ATP.
Hos människor är elektrontransportkedjan det sista steget i aerob cellandning. En exciterad elektron leds ner i en kedja av proteiner inbäddade i det inre membranet av en mitokondrie. Vid varje protein frigörs en del energi och den energin används för att lägga ytterligare en fosfatgrupp på adenosindifosfat (ADP) för att göra en ATP-molekyl. Elektrontransportkedjan kan producera upp till 34 ATP-molekyler per cykel beroende på celltyp och miljöförhållanden.
Mängden ATP och mitokondrier i en cell beror på dess funktion. Celler som kräver mer energi, såsom muskelceller, tenderar att ha fler mitokondrier än vissa andra celler. Dessutom har dessa mitokondrier fler cristae. Eftersom cristae är platserna för elektrontransportkedjorna, kan celler med fler mitokondrier och fler cristae producera mer ATP. Förändringar i surhet eller temperatur i miljön kan göra att proteinerna som utgör mitokondriernas inre membran vecklas ut och cellen kan förlora en del av sin förmåga att producera ATP.
Produktionen av ATP i mitokondrierna beror också på närvaron av syre. Syre är den sista elektronacceptorn i elektrontransportkedjan. Om det inte finns tillräckligt med syre, backar elektrontransportkedjan och kommer inte att fungera i ATP-produktion. De flesta organismer genomgår fermentering i detta fall för att göra en minimal mängd ATP för att fortsätta normala kroppsfunktioner. Långvariga perioder utan tillräckligt med syre kan orsaka bestående skador på olika kroppsdelar på grund av brist på energi.
ATP frigör energi genom att bryta en bindning som håller en av de tre fosfatgrupperna till adenosinet. Var och en av dessa bindningar innehåller en stor mängd energi som kan användas av kroppen. Om en fosfatgrupp frigörs blir ATP en ADP-molekyl. Ytterligare en fosfatgrupp kan brytas av för att göra adenosinmonofosfat (AMP). AMP kan förvärva en fosfatgrupp för att göra ADP, och om ytterligare en fosfatgrupp tillsätts med hjälp av energi från elektrontransportkedjan i mitokondrierna, blir det ATP igen.