Transkriptionsstartpunkte

Transkriptionsstartpunkte, auch Transkriptionsstartstellen oder TSS genannt, sind die Nukleotidpositionen im Genom, an denen RNA-Polymerase II die Transkription des Transkriptoms initiiert. Der Startpunkt der transkribierten RNA wird üblicherweise als +1 bezeichnet. Die Position des TSS wird durch Promotersequenzen und epigenetische Merkmale festgelegt und bildet zusammen mit dem Promoter die Initiationsregion.

Viele Gene besitzen mehrere Transkriptionsstartpunkte bzw. alternative Promoter. Je nach Gen und Gewebe können unterschiedliche TSS genutzt werden, wodurch verschiedene Transkriptvarianten entstehen und die Genexpression differenziert reguliert wird. Es gibt zwei grundsätzliche Muster: fokussierte TSS mit einem dominanten Startpunkt und disperse TSS, bei denen Startpunkte über einen Bereich verteilt liegen, oft über mehreren Dutzend Basen.

Promotoren liegen oft innerhalb weniger Basen vor dem TSS; TATA-Boxen und Initiator-Elemente gehören zu klassischen Kernpromotormerkmalen, während viele menschliche Promotoren CpG-Inseln aufweisen und kein festes TATA-Motiv besitzen. Epigenetische Markierungen wie H3K4me3 (aktive Promoter) und H3K27ac tragen zur Aktivierung bei. Transkriptionsfaktoren und Signale regulieren die Nutzung von Startpunkten.

Die Identifizierung von Transkriptionsstartpunkten erfolgt experimentell durch Methoden wie CAGE (Cap Analysis of Gene Expression) oder RAMPAGE, START-seq oder 5'-RACE; computergestützte Annotationen (GENCODE, Ensembl) bündeln TSS-Positionen in Referenzgenomen. Transkriptionsstartpunkte sind zentral für die Gen-Annotation, das Verständnis promoterseitiger Regulation und die Interpretation von Expression-Analysen.