A partir de ácidos grasos, aminoácidos y monosacáridos (glucosa) se forman moléculas de Aceril-coenzima A que sufre una serie de reacciones químicas en la martiz mitocondrial: el Ciclo de Kerbs.
En el proceso se produce energía en forma de ATP y poder reductor en la forma de NADH. Los electrones del NADH sufren un transporte en la llamada "llamada cadena de electrones" o "cadena respiratoria", liberándose de energía que bombea protones desde la matriz hacia el espacio intermembrana. Estos protones salen de nuevo al estrola a través de las parículas F1 de las crestas mitocondriales, produciendo ATP a partir de ADP y Pi.
Como el aceptor final de los electrones es el oxígeno, se formarán moléculas de agua. Por esto, se conoce como respiración aeróbica.
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