La fosforilaci?n oxidativa es el conjunto de reacciones qu?micas que se utilizan para producir trifosfato de adenosina (ATP). Una parte importante de la respiraci?n aer?bica, es quiz?s la operaci?n metab?lica m?s fundamental en la tierra. Los diferentes tipos de organismos tienen muchas formas diferentes de organizar la fosforilaci?n oxidativa, pero el resultado final es siempre el mismo: la energ?a del siguiente al ?ltimo paso de la serie se usa para unir un ?tomo de f?sforo al difosfato de adenosina (ADP), transform?ndolo en ATP . La energ?a potencial agregada a la mol?cula en esta reacci?n es precisamente lo que hace que el ATP sea una fuente de energ?a universalmente ?til dentro de la c?lula.
El per?odo previo al paso final de la fosforilaci?n oxidativa implica una serie de reacciones de reducci?n-oxidaci?n o redox. Estas reacciones transfieren electrones de una mol?cula a otra, alterando as? la carga de ambas. Este conjunto de operaciones se denomina cadena de transporte de electrones, ya que permite que la c?lula mueva energ?a, en forma de electrones, desde el almacenamiento a un lugar donde pueda utilizarse f?cilmente. El dinucle?tido de nicotinamida y adenina (NAD +) es un paso com?n cerca del final de este proceso. El ‘+’ representa una carga positiva que le permite aceptar electrones f?cilmente y convertirse en una forma reducida llamada NADH.
La energ?a de los electrones en NADH se usa para impulsar un proceso llamado quimiosmosis. La quimiosmosis concentra la energ?a de los electrones en energ?a potencial moviendo iones de hidr?geno (protones) a trav?s de una membrana. Este movimiento crea un gradiente de energ?a a trav?s de la membrana en virtud de la carga positiva acumulada en un lado. Este gradiente de energ?a se llama la fuerza motriz de protones. En este punto, puede tener lugar el paso final y m?s universal de la fosforilaci?n oxidativa.
La ATP sintasa es la enzima responsable en ?ltima instancia de convertir ADP en ATP. Parte de la prote?na est? incrustada en la membrana a trav?s de la cual se han conducido los protones. La ATP sintasa proporciona una ruta a trav?s de la cual los protones pueden volver a ingresar a la c?lula, pero aprovecha la energ?a generada cuando lo hacen. Esta operaci?n se asemeja a la forma en que los molinos de viento aprovechan las diferencias de presi?n y las ruedas de agua usan los cambios en la energ?a potencial resultante de la gravedad. El movimiento de un prot?n a trav?s de la membrana se usa para impulsar un cambio en la forma de la enzima. Si una mol?cula de ADP ya est? unida a la ATP sintasa cuando ocurre este evento, el cambio le impone un ?tomo de f?sforo adicional. La mol?cula de ATP reci?n producida puede abandonar la enzima y liberarse para proporcionar energ?a en otras partes de la c?lula.