Un ruolo determinante nella sintesi proteica è svolto dai ribosomi. Il ribosoma non è semplicemente il luogo fisico del citoplasma in cui si realizza la traduzione: esso presenta una struttura complessa, grazie alla quale è in grado di assemblare correttamente una catena polipeptidica trattenendo nella giusta posizione l’mRNA e i tRNA carichi.

I ribosomi non sono specifici per la sintesi di un solo polipeptide; ogni ribosoma può usare qualsiasi mRNA e tutti i tipi di tRNA carichi, quindi può essere utilizzato nella fabbricazione di molti prodotti polipeptidici diversi. La sequenza polipeptidica da produrre è specificata solo dalla sequenza lineare dei codoni dell’mRNA.

Sebbene siano più piccoli rispetto agli organuli cellulari, i ribosomi hanno una massa di svariati milioni di dalton e ciò li rende assai più voluminosi dei tRNA carichi. Ogni ribosoma è costituito da due subunità, una maggiore e una minore (▶figura 9). Negli eucarioti, la subunità maggiore è composta da tre molecole diverse di RNA ribosomiale (rRNA) e da circa 45 molecole proteiche differenti, disposte secondo una schema preciso; la subunità minore contiene una sola molecola di tRNA e 33 molecole proteiche diverse. Le varie proteine e gli rRNA delle subunità ribosomiali sono tenuti insieme da forze ioniche o idrofobiche; quando i ribosomi non sono impegnati nella traduzione di mRNA, le due subunità sono separate.

I ribosomi dei procarioti sono un po’ più piccoli e contengono proteine ed RNA diversi, ma sono anch’essi formati da due subunità. Anche i mitocondri e i cloroplasti contengono ribosomi, talvolta simili a quelli dei procarioti.

Sulla subunità maggiore del ribosoma si trovano tre siti di legame per i tRNA (vedi ▶figura 9). Un tRNA carico passa dall’uno all’altro di essi seguendo un ordine preciso:

• Il sito A (attacco) è dove l’anticodone del tRNA carico si lega al codone dell’mRNA, allineando l’amminoacido che va aggiunto alla catena polipeptidica in crescita.
• Il sito C (condensazione) è dove il tRNA cede il proprio amminoacido alla catena polipeptidica in crescita.
• Il sito D (distacco) è dove viene a trovarsi il tRNA che ha ormai consegnato il proprio amminoacido, prima di staccarsi dal ribosoma e tornare nel citosol a raccogliere un’altra molecola di amminoacido e ricominciare il processo.