转录起始位点

转录起始位点（Transcription Start Site, TSS）是指DNA分子上RNA聚合酶（RNA polymerase）开始合成前体mRNA（pre-mRNA）或其他RNA的第一个碱基位置，它标志着转录的真正起点。该位点通常以“+1”表示，是基因表达调控的关键区域之一。

1. 定义与标记方式

- 位置记法：

  - 转录起始位点称为+1位点；

  - 位于其上游（5’端方向）的碱基编号为负数（如–1、–10等）；

  - 位于其下游（3’端方向）的碱基编号为正数（+2、+10等）。

2. 与启动子（Promoter）的关系

- 启动子位于TSS的上游区域，负责引导RNA聚合酶结合并定位。

- 原核生物常见启动子元件：

  - –35区（TTGACA）

  - –10区（TATAAT，Pribnow box）

- 真核生物启动子中常见：

  - TATA box（约–25 bp处）

  - Inr序列（包含TSS本身）

  - BRE、DPE、CpG island 等调控元件

3. 真核与原核转录起始比较

| 项目               | 原核生物                            | 真核生物                            |

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| RNA聚合酶识别机制 | σ因子识别启动子元件                | 转录因子 + RNA Pol II识别复合体     |

| 启动子结构         | –35 和 –10 元件                     | TATA box、Inr、DPE等复合结构         |

| 起始位点选择       | 通常为一个主TSS                     | 可有多个TSS（可变剪接/启动子）       |

| 起始产物           | 初级转录产物（mRNA）                | 前体mRNA，需剪接、加帽等加工        |

4. 实验检测与应用

- 核酸保护分析（nuclease protection assay）

- 5′RACE（Rapid Amplification of cDNA Ends）

- CAGE（Cap Analysis Gene Expression）

- 高通量测序（如RNA-seq）结合转录组注释

这些技术可精确测定TSS位置，有助于基因表达调控研究与转录本注释。

5. 生物学意义

- 决定mRNA的5′端序列与结构；

- TSS位置影响翻译起始位置（尽管不同步）；

- 是表观遗传调控（如甲基化、染色质开放程度）的焦点；

- 多个TSS可形成转录变体（isoforms），拓展蛋白表达的多样性。