核糖体结构示意图
核糖体的主要成分为蛋白质和rRNA（核糖体RNA），二者比例在原核细胞中为1.5:1，在真核细胞中为1:1。核糖体的每个亚基中，以一条或二条高度折叠的rRNA为骨架，几十种蛋白质绕着RNA分子紧密结合，使得rRNA大部分围在内部，小部分露在表面。
核糖体大小两个亚基相互配合，相互分工。大亚基有肽酰基转移酶中心，催化肽酰转移反应，小亚基为解码中心，涉及tRNA（转运RNA）上的反密码子和mRNA中密码子间的匹配，小亚基还具有复杂的校正机制，使得翻译发生的错误减少到最小程度。
原核细胞核糖体30S小亚基含有21种蛋白质和16S一个rRNA分子，后者大约含有1600个核苷酸；50S大亚基含有34种蛋白质和5S与23S两个大小不等的rRNA分子，分别含有120和2900个核苷酸。这类核糖体存在3个功能性的tRNA结合位点，分别为A位点、P位点和E（Exit，退出，出口的意思）位点。对于更复杂的真核细胞核糖体，它的40S亚基中有30多种蛋白质和18S一个rRNA分子，60S大亚基中有50多种蛋白质和5S，5.8S和28S三个rRNA分子。
在原核细胞核糖体小亚基的16S rRNA分子中，RNA螺旋之间相互作用决定了30S小亚基的形状，核糖体蛋白结合在外表，同时大小亚基的界面处也极少有蛋白质。晶体结构显示，小亚基的rRNA具有解码的功能。位于大亚基的肽酰基转移酶中心，只有RNA分子，并无蛋白质存在，也就更加清楚证明肽键的形成是由大亚基的23S这个rRNA分子所催化。核糖体中的蛋白质只是起到结构框架的作用，而rRNA在蛋白质合成过程中的各个环节均起到催化作用，可以说核糖体是一个大的核酶。
核糖体中肽键的形成机理
单个核糖体上有6个与蛋白质合成有关的活性位点，这些位点在蛋白质合成中均有专一的识别作用：①mRNA结合位点；②A位点：氨酰基-tRNA位点，是新参入是氨酰-tRNA结合位点；③P位点：肽酰基-tRNA位点，为延伸中的肽链-tRNA结合位点；④E位点：即释放位点，为肽酰转移后即将释放的空载tRNA结合位点；⑤肽酰基转移酶的催化位点：可催化氨基酸间形成肽键，这是蛋白质合成中的关键反应；⑥GTP酶的结合位点：为延伸因子EF-G的结合位点，可催化肽酰-tRNA从A位点转移到P位点，促进肽链延伸。
30S亚基的关闭和打开
<三>对核糖体的研究历程
20世纪60年代确定了核糖体和蛋白质之间的联系之后，科学家下一步的工作就是解析核糖体的结构。在结构生物学常常采用三大手段进行研究，X射线晶体学、电子显微学和核磁共振谱学。上个世纪八十年代时，电镜的分辨率还不够高。而核磁共振只能研究小分子量的蛋白质，分子量超过2万后，研究难度急剧增加。因此研究生物大分子结构的一项重要工具就是X射线衍射技术。
对于X射线衍射技术来说，高质量的晶体是研究的基础。核糖体的体积虽然很小，但其分子量也有数百万之多，而且它的结构是不对称的，使得其结晶极其困难，同时核糖体极不稳定，环境条件或生理状态的改变会发生聚合或解离等现象。因此核糖体的结晶和结构解析具有很大的挑战性。
