Dès que l’ARN est sorti de la RNAP et qu’il y a suffisamment d’espace pour accueillir un ribosome, la traduction peut commencer chez les procaryotes. En fait, pour les gènes fortement exprimés, il ne serait pas inhabituel de voir plusieurs ARN polymérases transcrire l’ADN et plusieurs ribosomes sur chacun des transcrits traduire l’ARNm en protéine ! Le processus commence avec la petite sous-unité ribosomale (et uniquement la petite sous-unité – si elle est attachée à la grande sous-unité, elle est incapable de se lier à l’ARNm), qui se lie à l’ARNm de manière lâche et commence à le scanner à la recherche d’une séquence de reconnaissance appelée séquence Shine-Dalgarno, du nom de ses découvreurs. Une fois celle-ci reconnue par la petite sous-unité ribosomale ARNr, celle-ci se positionne autour du codon d’initiation (AUG). Ce processus est facilité par les facteurs d’initiation suivants.

La sous-unité ribosomique 30S se dissocie de la sous-unité ribosomique 50S si elle était associée à une, et se lie aux facteurs d’initiation IF-1 et IF-3. L’IF-1 se lie au site A, où il empêche l’entrée de nouvelles molécules d’aminoacyl-ARNt avant que le ribosome complet ne soit assemblé. Il facilite également l’assemblage et la stabilisation du complexe d’initiation. L’IF-3 est nécessaire pour permettre à la sous-unité 30S de se lier à l’ARNm. Une fois que cela s’est produit, l’IF-2-GTP arrive sur place, transportant avec lui l’aminoacyl-ARNt initiateur. Celui-ci s’installe dans le site P, qui est positionné de telle sorte que l’anticodon de l’ARNt s’installe sur le codon d’initiation AUG de l’ARNm. L’hydrolyse du GTP attaché à IF-2 et la libération de tous les facteurs d’initiation sont nécessaires pour permettre à la sous-unité 50S de se lier à la sous-unité 30S afin de former le ribosome complet et entièrement fonctionnel. L’hydrolyse du GTP étant nécessaire, la jonction des sous-unités est spontanément irréversible et nécessite une dépense d’énergie lors de la fin de la traduction. Une fois que la sous-unité 50S se joint à la sous-unité 30S, le site A est prêt à accepter le prochain aminoacyl-ARNt.

Une idée fausse courante et compréhensible est que le nouvel acide aminé apporté au ribosome est ajouté sur la chaîne polypeptidique en croissance. En fait, le mécanisme est exactement l’inverse : le polypeptide est ajouté sur le nouvel acide aminé (figure \(\PageIndex{4}\)). On commence par le deuxième acide aminé à ajouter à une nouvelle protéine (Figure \(\PageIndex{5}\)). Le premier acide aminé, une méthionine, vous devez vous en souvenir, est arrivé avec l’IF-2 et l’ARNt initiateur. Le nouvel ARNt aminoacyle est escorté par EF-Tu, un facteur d’élongation qui transporte un GTP. Une fois l’aa-tRNA en place, EF-Tu hydrolyse le GTP et se dissocie de l’aminoacyl-tRNA et du ribosome.

Lorsqu’un nouvel aminoacyl-ARNt tombe dans la fente A du ribosome, l’anticodon est aligné avec le codon de l’ARNm. S’il n’y a pas de complémentarité, l’aminoacyl-tRNA ressort rapidement de la fente pour être remplacé par un autre candidat. En revanche, s’il y a complémentarité (ou quelque chose d’assez proche, rappelant l’idée d’oscillation), des liaisons H se forment entre le codon et l’anticodon, l’ARNt change de conformation, ce qui modifie la conformation de l’EF-Tu, provoquant l’hydrolyse du GTP en GDP + Pi, et la libération de l’ARNt. L’interaction codon-anticodon est stable suffisamment longtemps pour que l’activité catalytique du ribosome hydrolyse la liaison entre le fMet et l’ARNtf dans la fente P, et attache le fMet au nouvel acide aminé par une liaison peptidique dans la fente A. Le nouvel acide aminé est toujours attaché à l’ARNt par une liaison peptidique. Le nouvel acide aminé est toujours attaché à son ARNt, et au fur et à mesure que ce processus se déroule, le ribosome change de position par rapport à l’ARNm et aux ARNt. Cela place l’ARNtf, désormais vide (sans acide aminé attaché), dans la fente E, l’ARNtaa dans la fente P, attaché à cet aa qui est lié à Met, et la fente A est à nouveau ouverte pour l’entrée d’un nouvel ARNt. Le facteur d’élongation EF-G se fixe près de la fente A dès le départ de EF-Tu, et est nécessaire à la translocation ribosomique, fournissant l’énergie nécessaire au processus en hydrolysant un GTP qu’il transporte avec lui jusqu’au ribosome. D’après l’expérience de mes étudiants, la meilleure façon d’apprendre semble être d’étudier les diagrammes et de voir les mouvements des molécules, en remplissant les détails mécaniques dans votre esprit. Ce processus continue jusqu’à ce que le ribosome amène la fente A en ligne avec un codon stop.

Il n’y a pas d’ARNt avec un anticodon pour le codon stop. Au lieu de cela, il existe un ensemble de facteurs de libération qui t dans le site A du ribosome, se lient au codon stop et activent le ribosome pour couper le lien entre la chaîne polypeptidique et le dernier ARNt (Figure \(\PageIndex{6}\)). En fonction du codon stop présent, le RF1 (qui reconnaît UAA ou UAG) ou le RF2 (pour UAA ou UGA) entre d’abord dans la fente A. La RF1 ou la RF2 est complexée avec la RF3, qui est impliquée dans la libération ultérieure du complexe RF de la fente A. Ceci est nécessaire car une fois que le polypeptide a été libéré du ribosome, l’ARNm doit être libéré. Le facteur de libération du ribosome (RRF) se lie également à la fente A, ce qui entraîne un changement de conformation du ribosome libérant l’ARNt précédent, désormais vide. Enfin, l’EF-G se lie au RRF et, avec l’hydrolyse du GTP qui l’accompagne, provoque la dis- sociation du ribosome en deux sous-unités distinctes, la grande et la petite. Notez que c’est la combinaison EF-G/RRF qui provoque la dissociation ; EF-G seule joue un rôle différent dans le mouvement du ribosome lorsqu’elle n’est pas au niveau du codon stop.