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El ATP - Adenosín Trifosfato - es la principal molécula de almacenamiento y transporte de energía en las células. Se trata de una molécula compuesta por un nucleósido - adenosina - unido covalentemente a una cadena de tres grupos fosfato. Debido a la estructura química de este compuesto, los enlaces entre los grupos fosfato almacenan un alto nivel de energía; los sistemas moleculares que necesitan energía para llevar a cabo sus funciones (por ejemplo, muchas enzimas) acoplan su función a la hidrólisis o rotura de estos enlaces, utilizando la energía que de esta hidrólisis se desprende.
La síntesis de ATP es una de las principales funciones del metabolismo. Concretamente, el catabolismo consiste en la oxidación (extracción de electrones) de moléculas de nutrientes (glúcidos, lípidos, proteínas), lo cual es un proceso exergónico (que desprende energía). Esta energía obtenida se usa para la fosforilación de moléculas de ADP, generando ATP. Esta fosforilación se puede producir de manera enzimática, denominándose fosforilación a nivel de sustrato. Sin embargo, la manera más eficiente de usar esta energía para la célula consiste en proporcionar estos electrones a la cadena de transporte de electrones, en el proceso conocido como respiración. El flujo de electrones en esta cadena crea energía aprovechada para generar ATP, y los electrones acaban reduciendo el oxígeno para dar moléculas de agua. Por ello, el proceso se conoce como fosforilación oxidativa.
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