АТФ и АДФ играют важную роль в процессе работы митохондрий, так как участвуют в энергетическом цикле клетки. 5

АТФ называют «энергетической валютой», он связывает в клетке процессы, идущие с выделением энергии (катаболизм), и процессы, происходящие с потреблением энергии (анаболизм). 5 Митохондрии снабжают клетку энергией, которая путём многочисленных ферментативных реакций извлекается из органических соединений и запасается в АТФ. 4

АДФ влияет на интенсивность дыхания митохондрий. 13 Если АТФ не используется и его концентрация в клетках возрастает, то прекращается перенос электронов к кислороду. 3 С другой стороны, расход АТФ и превращение его в АДФ увеличивает окисление субстратов и поглощение кислорода. 3

Для синтеза АТФ необходимо постоянное поступление АДФ в митохондрии и удаление из них образующейся АТФ. 1 При этом ни АТФ, ни АДФ не могут свободно диффундировать через внутреннюю мембрану митохондрий, а транспортируются с участием специального переносчика. 1

Таким образом, цикл АТФ–АДФ — основной механизм обмена энергии в биологических системах, и полноценное существование клетки возможно только при условии непрерывного регенерирования АТФ из АДФ. 5