電子伝達系
ATP合成酵素を作る為に必要な8つのタンパク質遺伝子の内、2つはミトコンドリアにあるが、6つは細胞核のゲノムによって生産されており、これらの細胞側で作られたサブユニット・タンパク質がミトコンドリアへ運ばれ、他のミトコンドリア製のサブユニット・タンパク質と組合わされてATP合成酵素が完成し、内膜で機能を発揮する。
1つ目の電子の伝達によってフリーラジカル(セミキノン)が生じ、2つ目の電子の伝達によってセミキノンを還元し、ユビキノールが生じる。このプロセスの過程で、4つのプロトンがマトリックス側から膜間空間に移動される。
複合体Iは NADH からユビキノンへ電子伝達を行う反応を担い、NADH を電子伝達体に用いる生物群は全て複合体I を所持している。複合体I は以下の構成を示している。
原核生物:分子量約 50 万、サブユニット数:14 個、nuo,nqr オペロンにコードされる。
ミトコンドリア:分子量約 100 万、サブユニット数:42 個(mtDNA に 7 個、核ゲノムに 35 個)
葉緑体:分子量約 55 万、他の詳細は明らかになっていない
最小機能単位は原核生物の複合体 I である。膜貫通型サブユニットおよび細胞質に突出する表在性サブユニットからなり L 字構造を取っている。表在性サブユニットの構造が2006年に、膜貫通型サブユニットも含めた全体構造が2010年に明らかにされた。
好気性細菌時代には備えていたと考えられる解糖系は、宿主である細胞が備えているために失われている。解糖は細胞側で行なわれる。