Ehdotettu mekanismi mitokondriossa ja kloroplastissa tapahtuvalle oksidatiiviselle fosforylaatiolle, joka edellyttää, että (1) elektroninkuljetus järjestetään mitokondrio- tai kloroplastimembraanin poikki siten, että protonit kulkeutuvat vektoriaalisesti membraanin ulkopinnalle, (2) ATP-synteesi on järjestettävä kalvolla siten, että protonigradienttia voidaan käyttää ATP-synteesin ajamiseen, ja (3) mitokondrion/kloroplastin kalvo on läpäisemätön protoneille ja muodostaa osmoottisesti eristetyn tilan. Elektroninkuljetusketju koostuu vuorotellen vetyatomin kuljettajista ja elektroninkuljettajista, joten siirtyminen ensin mainituista jälkimmäisiin mahdollistaa protonien vapautumisen ja niiden kuljettamisen mitokondrion tai kloroplastin kalvon läpi. Koska protonien kuljetukseen ei liity vastaavaa elektronien kuljetusta kalvon läpi, se synnyttää kemiallisen potentiaalin (pH) lisäksi myös elektronipotentiaalin (), ja näitä kahta kutsutaan yhdessä protonien käyttövoimaksi. (ks. myös kemiallisen kytkennän hypoteesi; konformaatiohypoteesi; sähkökemiallinen gradientti; P:O-suhde; protonimoottorivoima)