Cadena respiratoria y Fosforilación Oxidativa

 
 
 En ellas transcurren tres procesos totalmente dependientes:

• Un flujo de electrones desde sustancias individuales.
• Un uso de la energía desprendida de ese flujo de electrones que se utiliza para la translocación de protones en contra de gradiente, por lo que energéticamente estamos hablando de un proceso desfavorable.
• Un uso de ese gradiente electroquímico para la formación de ATP mediante un proceso favorable desde un punto de vista energético.

 
 La Hipótesis Quimiósmótica de Peter Mitchel (1961) es un mecanismo de Conservación de Energía a través de membranas biológicas que se basa en la orientación asimétrica de los transportadores de electrones en el interior de la membrana interna de la mitocondria, lo que permite una transferencia de protones (H+) desde la matriz mitocondrial hasta el espacio intermembranal.

La membrana interna es impermeable a los protones (H+), por lo que se establece un gradiente electroquímico, en el que el espacio intermembranal puede tener un pH de 5,5 y el pH de la matriz, justo en la cara de la membrana interna, puede llegar a 8,5. Es decir, una diferencia de 3 puntos de pH, lo que implica un pH 1000 veces superior en el espacio intermembranal.

Esta diferencia de pH es Energía Potencial. La única forma de que los protones (H+) entren de nuevo a la matriz es a través de las  partículas F:  ATPsintetasas, sintetizando ATP.