Figura adună într-un singur loc două lucruri de care depinde toată producerea de energie din celulă. Panoul (a), în stânga, arată cum decurge o reacție de oxido-reducere, tipul de reacție întâlnit în multe dintre căile metabolice. Panoul (b), în dreapta, arată structura moleculei în care este stocată energia produsă, adenozin-trifosfatul (ATP). Cele două panouri se citesc separat, dar se completează: reacțiile din primul panou sunt cele care încarcă molecula din al doilea.

(a) Reacția de oxido-reducere

Compușii A și B sunt desenați ca două sfere, fiecare în două momente: sus, starea de la începutul reacției, jos, starea de la sfârșitul ei. La început, compusul A poartă doi electroni ($\ce{e-}$), iar compusul B nu are niciunul. Cele două săgeți curbe care se încrucișează arată trecerea celor doi electroni de la A la B.

• Reacția de oxidare este acea reacție în care substratul cedează electroni și devine oxidat. În desen, A este oxidat, așa că forma redusă a compusului A (sus) devine forma oxidată a compusului A (jos).
• Reacția de reducere constă în acceptarea de electroni, iar substratul devine astfel redus. B este redus, deci forma oxidată a compusului B (sus) devine forma redusă a compusului B (jos).

Felul în care sunt desenate săgețile spune ceva important: cele două procese merg întotdeauna împreună. Fiecare reacție de oxidare este însoțită de una de reducere, pentru că electronii nu pot exista în stare liberă. Oxidarea poate implica și eliminarea unui atom de hidrogen, în timp ce reducerea poate însemna și acceptarea unui atom de hidrogen.

(b) Structura adenozin-trifosfatului

Molecula este desenată din trei părți, pornind din stânga:

• Grupurile fosfat, trei la număr, legate în lanț unul după altul. Ultimul din lanț este grupul fosfat terminal.
• Monozaharidul riboză, inelul de care se prinde lanțul de fosfați printr-un $\ce{CH2}$ și care poartă la bază două grupări $\ce{OH}$.
• Adenina, baza azotată din dreapta sus, legată de riboză. Împreună cu riboza formează restul de adenozină.

Acoladele de sub desen arată că cele trei molecule înrudite se deosebesc doar prin numărul grupărilor fosfat: adenozin monofosfat (AMP) cuprinde adenozina și o singură grupare fosfat, adenozin difosfat (ADP) cuprinde două, iar adenozin trifosfat (ATP) cuprinde toate trei. Așa cum s-a descris în Capitolul 2, molecula de ATP constă dintr-un rest de adenozină și trei grupări fosfat.

Cum se eliberează energia

Când grupul fosfat terminal este atașat de molecula ATP, aceasta conține 7,3 kcalorii/mol (6x10²³ molecule). Pentru a elibera energia, enzima adenozin-trifosfatază scindează grupul fosfat terminal și îl eliberează ca ion fosfat. Rezultă astfel adenozin-difosfat și un ion fosfat, adică se urcă cu o acoladă pe desen, de la ATP la ADP. Cele două se pot lega din nou pentru a reforma ATP-ul, la fel cum o baterie se reîncarcă, iar energia necesară este obținută de celulă prin respirație celulară (Figura 19.2), în care ATP-ul se sintetizează efectiv prin chemiosmoză (Figura 19.7). ATP-ul este produs prin respirație celulară și este materia primă energetică a celulei.