A síntese do composto trifosfato de adenosina, ou ATP, ocorre nas membranas internas das células bacterianas e nas mitocôndrias e cloroplastos de células vegetais e animais. As mitocôndrias e cloroplastos são estruturas dentro de plantas e animais células que são cercadas por uma membrana.
A ATP sintase é uma enzima usada para fazer um composto para a célula que é rico em energia. O ATP é freqüentemente referido como a "moeda de energia da vida". As máquinas de proteína que são alimentadas por ATP executam uma série de funções diferentes, como:
- a fabricação de RNA, DNA e proteína
- limpeza de resíduos e detritos celulares
- mover produtos químicos para fora, para dentro e para fora das células
O tamanho minúsculo das membranas nas quais a síntese ocorre dita que as moléculas devem ser manipuladas uma de cada vez durante o processo. O ATP é fabricado a partir de dois outros produtos químicos, difosfato de adenosina, ou ADP, e fosfato. A energia usada para converter ATP em novas moléculas de ATP vem na forma de um gradiente de íons de hidrogênio. Uma corrente elétrica carregada positivamente é criada quando os íons de hidrogênio fluem através das moléculas de ATP. Exemplos do fluxo dessa corrente são o movimento nos cloroplastos, do lúmen para os cloroplastos ou nas mitocôndrias, do espaço entre as membranas para a matriz.