La cadena respiratoria mitocondrial o cadena de transporte de electrones

está embebida en la membrana interna mitocondrial, y la constituyen cinco complejos multienzimáticos  y dos transportadores de electrones móviles coenzima Q o ubiquinona y citocromo c.

Su principal función es el transporte coordinado de protones y electrones, para producir energía en forma de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico. El transporte de electrones genera energía que es utilizada para transportar protones de la matriz mitocondrial al espacio intermembrana situado entre las membranas mitocondriales externa e interna. Este proceso genera un gradiente electroquímico de protones, que es utilizado por el complejo V ATP sintasa para generar ATP a medida que los protones fluyen de nuevo desde el espacio intermembrana a la matriz mitocondrial. El ATP generado es exportado al citoplasma a través del transportador de nucleótidos de adenina ANT.

De las aproximadamente 85 proteínas que constituyen la cadena, únicamente 13 están codificadas por el ADNmt, estando el resto codificadas por el ADN. Siete de estas trece proteínas, las denominadas ND 1,2,3, 4 L,5 y 6, son componentes del complejo I o NADH: ubiquinona oxidorreductasa; una de ellas (citocromo b) es un componente del complejo III o ubiquinol: citocromo c oxidorreductasa; tres (CO I, II, III) forman parte del complejo IV o citocromo c oxidasa, y dos de la ATP sintetasa del complejo V. El resto de las proteínas de estos complejos, así como todo el complejo II, están codificados por el ADN, se deben sintetizar en ribosomas del citoplasma y posteriormente importarse a la mitocondria, ensamblandose con las proteínas codificadas en el ADNmt.

Estos complejos utilizan la energía liberada por la oxidación de los combustibles (ácidos grasos y glucosa) para bombear protones a través de la membrana, lo que a su vez impulsa la síntesis de ATP. La cadena respiratoria mitocondrial es un lugar importante de producción de especies reactivas de oxígeno.

Los cinco complejos multienzimáticos son:

-Complejo I: NADH deshidrogenasa oNADH:ubiquinona oxidorreductasa

-Complejo II: succinato deshidrogenasa, o succinato:ubiquinona oxidorreductasa

-Complejo III: ubiquinol:citocromo c oxidorreductasa, o complejo del citocromo bc1

-Complejo IV: citocromo c oxidasa

-Complejo V: ATP sintasa

Los dos transportadores móviles de electrones son la coenzima Q o ubiquinona y el citocromo c. La coenzima Q es una molécula liposoluble que transporta los electrones entre los complejos I y III, mientras que el citocromo c transporta los electrones entre los complejos III .

La cadena respiratoria mitocondrial es un lugar importante de producción de especies reactivas de oxígeno. Las especies reactivas de oxígeno son moléculas químicamente reactivas que pueden dañar las estructuras celulares, incluidas las proteínas, el ADN y los lípidos. Las especies reactivas de oxígeno más comunes producidas por la cadena respiratoria mitocondrial son el superóxido y el peróxido de hidrógeno. El superóxido es una especie reactiva de oxígeno especialmente dañina porque puede oxidar fácilmente otras moléculas, incluyendo el ADN y las proteínas. El peróxido de hidrógeno es menos reactivo que el superóxido, pero puede dañar las estructuras celulares si no se elimina de forma eficaz.

Se cree que la producción de especies reactivas de oxígeno por parte de la cadena respiratoria mitocondrial es uno de los principales factores que contribuyen al desarrollo de muchas enfermedades relacionadas con la edad, incluido el cáncer