翻译过程包括起始(initiation)、延长(elongation)和终止(termination)三个阶段。
真核生物的肽链合成过程与原核生物的肽链合成过程基本相似,只是反应更复杂、涉及的蛋白质因子更多。
一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成
(一)原核生物翻译起始复合物的形成
指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核糖体结合而形成翻译起始复合物的过程。
1. 核糖体大小亚基分离;
2. 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近;
原核生物mRNA在核糖体小亚基上的准确定位和结合涉及两种机制
在各种mRNA起始AUG上游约8~13核苷酸部位,存在一段由4~9个核苷酸组成的一致序列,富含嘌呤碱基,如-AGGAGG-,称为Shine-Dalgarno序列(S-D序列),又称核糖体结合位点(ribosomalbinding site, RBS)。一条多顺反子mRNA序列上的每个基因编码序列均拥有各自的S-D序列和起始AUG。
S-D序列
小亚基中的16S-rRNA 3¢-端有一富含嘧啶碱基的短序列,如-UCCUCC-,通过与S-D序列碱基互补而使mRNA与小亚基结合。
mRNA上邻近RBS下游,还有一段短核苷酸序列,可被小亚基蛋白rpS-1识别并结合。
通过上述RNA-RNA、RNA-蛋白质相互作用,小亚基可以准确定位mRNA上的起始AUG。
3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位;
4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。
(二)真核生物翻译起始复合物的形成
1. 核糖体大小亚基分离;
2. Met-tRNAiMet定位结合于小亚基P位;
3. mRNA与核糖体小亚基定位结合;
4. 核糖体大亚基结合。
二、在核糖体上重复进行的三步反应延长肽链
翻译起始复合物形成后,核糖体从mRNA的5¢端向3¢端移动,依据密码子顺序,从N端开始向C端合成多肽链。
肽链延长在核糖体上连续循环式进行,又称为核糖体循环(ribosomal cycle),包括以下三步:
1. 进位(positioning)/注册(registration)
是指一个氨基酰-tRNA按照mRNA模板的指令进入并结合到核糖体A位的过程。
2. 成肽(peptide bond formation)
成肽是指肽基转移酶(转肽酶)催化两个氨基酸间肽键形成的反应。
3. 转位(translocation)
指的是核糖体沿着mRNA的移位。
移位的结果是:① 成肽后位于P 位的tRNA所携带的氨基酸或肽在反应中交给了A位上的氨基酸,空载的tRNA从核糖体直接脱落;② 成肽后位于A位的带有合成中的肽链的tRNA(肽酰-tRNA)转到了P位上;③ A位得以空出,且准确定位在mRNA的下一个密码子,以接受一个新的对应的氨基酰tRNA进位。

三、终止密码子和释放因子导致肽链合成停止
肽链上每增加一个氨基酸残基,就需要经过一次进位、成肽和转位反应。如此往复,直到核糖体的A位对应到了mRNA的终止密码子上。

终止密码子不被任何氨基酰-tRNA识别,只有释放因子RF能识别终止密码子而进入A位,这一识别过程需要水解GTP。
原核生物有3种RF
RF1识别UAA或UAG,RF2识别UAA或UGA,RF3则与GTP结合并使其水解,协助RF1与RF2与核糖体结合。
真核生物仅有eRF一种释放因子,所有3种终止密码子均可被eRF识别。
真核生物中肽链合成完成后的水解释放过程尚未完全了解。
多聚核糖体(polysome)
1条mRNA模板链都可附着10~100个核蛋白体,这些核糖体依次结合起始密码子并沿5¢→3¢方向读码移动,同时进行肽链合成,这种mRNA与多个核糖体形成的聚合物称为多聚核糖体(polysome) 。

