O processo de respiração celular ocorre principalmente nas mitocôndrias das células. As mitocôndrias são comumente conhecidas como “centrais de força da célula” devido ao seu papel crítico na produção de energia. É composto por diversos compartimentos e estruturas que atuam em conjunto para realizar as diferentes etapas da respiração celular.

Os principais estágios da respiração celular ocorrem em compartimentos específicos dentro das mitocôndrias:

1. Glicólise:
- Esta é a primeira etapa da respiração celular e ocorre no citoplasma da célula. Envolve a quebra da glicose, um açúcar de seis carbonos, em duas moléculas de piruvato.
- Embora a glicólise ocorra no citoplasma, algumas das reações subsequentes da respiração celular acontecem nas mitocôndrias.

2. Descarboxilação de Piruvato e Formação de Acetil-CoA:
- Nas mitocôndrias, cada molécula de piruvato da glicólise é posteriormente decomposta e convertida em Acetil-CoA (Acetil Coenzima A).
- Este processo ocorre na matriz das mitocôndrias.

3. Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs):
- O Ciclo do Ácido Cítrico ocorre na matriz mitocondrial.
- Acetil-CoA entra no ciclo e combina-se com uma molécula de quatro carbonos para produzir vários intermediários.

4. Fosforilação oxidativa (cadeia de transporte de elétrons):
- Esta fase crucial ocorre na membrana interna das mitocôndrias.
- Os elétrons de alta energia passam por uma série de transportadores de elétrons, criando um gradiente de prótons através da membrana.
- Este gradiente de prótons impulsiona a síntese de ATP (trifosfato de adenosina) através da ATP sintase.

A respiração celular culmina com a fosforilação oxidativa, onde a maioria das moléculas de ATP é gerada. O ATP produzido nas mitocôndrias serve como fonte primária de energia para vários processos celulares, incluindo contração muscular, síntese química e transporte ativo.