A síntese de ATP ocorre por meio da fosforilação oxidativa, que é um processo que ocorre na mitocôndria das células eucarióticas. Durante a respiração celular, a energia é liberada a partir da quebra de moléculas de glicose e outras moléculas orgânicas. Essa energia é usada para bombear prótons (H+) através da membrana mitocondrial interna, criando um gradiente de prótons. A energia armazenada nesse gradiente é usada pela ATP sintase para produzir ATP a partir de ADP e fosfato inorgânico (Pi). Esse processo é chamado de fosforilação oxidativa acoplada à cadeia de transporte de elétrons.
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