Zodra het RNA uit de RNAP is gekomen en er voldoende ruimte is om een ribosoom te herbergen, kan bij prokaryoten de translatie beginnen. In feite zou het voor hoog tot expressie komende genen niet ongebruikelijk zijn om meerdere RNA polymerases te zien die het DNA transcriberen en meerdere ribosomen op elk van de transcripten die het mRNA vertalen naar eiwit! Het proces begint met de kleine ribosomale subeenheid (en alleen de kleine subeenheid – als deze aan de grote subeenheid vastzit, kan zij het mRNA niet binden), die zich losjes aan het mRNA bindt en het begint af te tasten naar een herkenningssequentie die de Shine-Dalgarno-sequentie wordt genoemd, naar de ontdekkers ervan. Zodra deze door de kleine ribosomale subeenheid rRNA is herkend, wordt de kleine subeenheid rond het startcodon (AUG) gepositioneerd. Dit proces wordt als volgt vergemakkelijkt door initiatiefactoren.

De 30S ribosomale subeenheid maakt zich los van de 50S ribosomale subeenheid, als deze daarmee was geassocieerd, en bindt zich aan de initiatie-factoren IF-1 en IF-3. IF-1 bindt zich aan de A-locatie, waar het voorkomt dat nieuwe aminoacyl-tRNA-moleculen binnenkomen voordat het volledige ribosoom is geassembleerd. Het vergemakkelijkt ook de assemblage en stabilisatie van het initiatiecomplex. IF-3 is nodig om de 30S subeenheid in staat te stellen zich aan het mRNA te binden. Zodra dit is gebeurd, komt IF-2-GTP ter plaatse, dat het initiator-aminoacyl-tRNA met zich meedraagt. Dit nestelt zich in de P-site, die zo gepositioneerd is dat het anticodon van het tRNA zich over het AUG-startcodon van het mRNA nestelt. Hydrolyse van het aan IF-2 gehechte GTP en het vrijkomen van alle initiatie-factoren is nodig om de 50S subeenheid in staat te stellen zich aan de 30S subeenheid te binden en zo het volledige en functionele ribosoom te vormen. Omdat GTP-hydrolyse nodig is, is de binding van de subeenheden spontaan onomkeerbaar, en vereist energie-uitgave bij beëindiging van de translatie. Zodra de 50S-subeenheid zich bij de 30S-subeenheid heeft gevoegd, is de A-locatie gereed om het volgende aminoacyl-tRNA te accepteren.

Een veel voorkomende en begrijpelijke misvatting is dat het nieuwe aminozuur dat naar het ribosoom wordt gebracht, wordt toegevoegd aan de groeiende polypeptideketen. In feite is het mechanisme precies omgekeerd: het polypeptide wordt toegevoegd aan het nieuwe aminozuur (figuur blz. 4). Dit begint bij het tweede aminozuur dat aan een nieuw eiwit wordt toegevoegd (figuur \PageIndex{5}\). Het eerste aminozuur, een methionine, kwam binnen samen met IF-2 en het initiator tRNA. Het nieuwe aminoacyl-tRNA wordt begeleid door EF-Tu, een elongatiefactor die een GTP draagt. Zodra het aa-tRNA op zijn plaats is, hydrolyseert EF-Tu het GTP en maakt zich los van het aminoacyl-tRNA en het ribosoom.

Wanneer een nieuw aminoacyl-tRNA in de A-sleuf van het ribosoom valt, wordt het anticodon op één lijn gebracht met het codon van het mRNA. Als er geen complementariteit is, drijft het aminoacyl-tRNA snel weer uit de gleuf om te worden vervangen door een andere kandidaat. Is er echter wel complementariteit (of iets dat daar dicht bij in de buurt komt, herinnerend aan het idee van wiebelen), dan vormen zich H-bindingen tussen het codon en het anti-codon, het tRNA verandert van conformatie, waardoor de conformatie van EF-Tu verschuift, met als gevolg hydrolyse van GTP tot GDP + Pi, en vrijlating van het aa-tRNA. De codon-anticodon interactie is lang genoeg stabiel voor de katalytische activiteit van het ribosoom om de binding tussen fMet en het tRNAf in de P-sleuf te hydrolyseren, en het fMet aan het nieuwe aminozuur te hechten met een peptidebinding in de A-sleuf. Het nieuwe aminozuur zit nog steeds vast aan zijn tRNA, en terwijl dit proces plaatsvindt, verschuift het ribosoom van positie ten opzichte van het mRNA en de tRNA’s. Hierdoor komt het nu lege (zonder aminozuur) tRNAf in de E-sleuf, het tRNAaa in de P-sleuf, gekoppeld aan dat aa dat aan Met is gebonden, en de A-sleuf is weer open voor een nieuw tRNA. De elongatiefactor EF-G bindt zich in de buurt van de A-sleuf zodra EF-Tu vertrekt, en is nodig voor ribosomale translocatie, en levert energie voor het proces door een GTP te hydrolyseren dat het met zich meeneemt naar het ribosoom. Uit de ervaringen van mijn studenten blijkt dat de beste manier om dit te leren is de diagrammen te bestuderen en de bewegingen van de moleculen te zien, waarbij je de mechanistische details in je geest invult. Dit proces gaat door totdat het ribosoom de A-sleuf in lijn brengt met een stopcodon.

Er is geen tRNA met een anticodon voor het stopcodon. In plaats daarvan is er een reeks releasefactoren die in de A-plaats van het ribosoom terechtkomen, zich binden aan het stopcodon en het ribosoom activeren om de binding tussen de polypeptideketen en het laatste tRNA door te knippen (Figuur 26). Afhankelijk van welk stopcodon aanwezig is, komt eerst RF1 (herkent UAA of UAG) of RF2 (voor UAA of UGA) in de A-sleuf. RF1 of RF2 wordt gecomplexeerd met RF3, dat betrokken is bij de daaropvolgende vrijlating van het RF-complex uit de A-sleuf. Dit is nodig omdat, zodra het polypeptide uit het ribosoom is vrijgemaakt, ook het mRNA moet worden vrijgemaakt. Ribosome releasing factor (RRF) bindt ook in de A-sleuf, wat een conformatieverandering in het ribosoom veroorzaakt, waardoor het vorige en nu lege tRNA vrijkomt. Tenslotte bindt EF-G aan RRF, en met een begeleidende hydrolyse van GTP, veroorzaakt dit de dis- sociatie van het ribosoom in afzonderlijke grote en kleine subeenheden. Merk op dat het de combinatie van EF-G/RRF is die dissociatie veroorzaakt; EF-G alleen speelt een andere rol in de ribosoombeweging wanneer deze zich niet bij het stopcodon bevindt.