I ribosomi possono trovarsi liberi nel citoplasma, come si verifica nei procarioti oppure, nelle cellule eucarioti, anche essere associati alla superficie esterna delle membrane del reticolo endoplasmatico ruvido e della membrana nucleare. Sono costituiti da un particolare tipo di acido nucleico, l’RNA ribosomale o rRNA e da proteine. Nelle cellule eucarioti, in cui vi è un nucleare in cui si concentra il DNA che fa da stampo per la sintesi dell’RNA ribosomale, le proteine che entreranno nella composizione dei ribosomi ancora in fase di produzione.
Ciascun ribosoma appare suddiviso in due subunità sovrapposte, di forma tondeggiante, ciascuna composta sia da rRNA che da proteine associate. Questi elementi vengono denominati secondo il loro coefficiente di sedimentazione, espresso in unità Svedberg (S), che è proporzionale al peso molecolare. I batteri, ad esempio, possiedono ribosomi 70S, più piccoli e meno pesanti di quelli 80S degli eucarioti. Le due subunità ribosomali nei batteri contengono ciascuna una singola molecola di rRNA, legata ad alcune decine di molecole proteiche. Anche negli eucarioti ciascuna subunità contiene una molecola di rRNA; nel complesso, vi sono circa 150 proteine associate. Le due subunità si avvicinano in presenza di elevate concentrazioni di magnesio; nella cellula, possono trovarsi anche subunità dissociate.
I ribosomi costituiscono la sede in cui, durante il processo di sintesi proteica, avviene la formazione della catena polipeptidica a partire da singoli amminoacidi; tale processo, detto traduzione, è mediato dall’RNA messaggero (mRNA) e dall’RNA di trasporto (tRNA), che si formano nel nucleo su stampo di un filamento di DNA. La molecola di mRNA scorre tra le due subunità ribosomali; può anche essere contemporaneamente associata a diversi ribosomi. In questo caso, si forma un poliribosoma, o polisoma, in cui avviene in modo coordinato la sintesi di proteine differenti. Si ritiene che i ribosomi liberi iano correlati alla elaborazione di proteine necessarie alla cellula, mentre quelli facenti parte di sistemi membranosi sarebbero coinvolti nella produzione di proteine destinate a essere riversate all’esterno della cellula; tale distinzione, comunque, non è assoluta.