Zellen verwenden Energie, um zu wachsen, den Stoffwechsel zu regulieren und sich zu vermehren. Diese Energie wird aus einer Quelle wie Nahrungsmolekülen oder Licht der Sonne und durch Prozesse wie Glykolyse, den Zitronensäurezyklus, gewonnen und oxidativer Phosphorylierung entsteht dann ein energiereiches Molekül. Die Zelle kann dann die Energie im Proteinmolekül nutzen, um ihre Funktion zu unterstützen.
Das Kraftwerk einer tierischen Zelle wird Mitochondrien genannt. In Pflanzen erfüllen Chloroplasten eine ähnliche Funktion. Eukaryotische Zellen oder Zellen, die einen Zellkern enthalten (der sowohl pflanzliche als auch tierische Zellen umfasst) können drei verschiedene Modi verwenden, um Energiemoleküle aus einer Energiequelle zu erzeugen.
Glykolyse, auch Fermentation genannt, beinhaltet die Aufteilung eines Glukose-(Zucker-)Moleküls in zwei Moleküle einer neuen Substanz namens Pyruvat. Für diese Reaktion wird kein Sauerstoff benötigt, aber wenn etwas vorhanden ist, können die Pyruvatmoleküle in die Mitochondrien eindringen und in zwei Acetyl-CoA-Moleküle und ein Kohlendioxidmolekül umgewandelt werden. Dieser besondere Energieprozess wird als Zitronensäurezyklus bezeichnet.
Der dritte und letzte Prozess ist die oxidative Phosphorylierung, bei der ein Gradient von Protonen entsteht, wenn Elektronen Proteinkomplexe in der inneren Membran der Mitochondrien passieren.
Wenn eine reichliche Energiequelle vorhanden ist, können Zellen auch größere Moleküle herstellen, um sie für später zu speichern, sogenannte Polysaccharide und Lipide (Zucker und Fette).
