Coronatest: welke tests zijn er en hoe betrouwbaar zijn ze?

Coronatest: welke tests zijn er en hoe betrouwbaar zijn ze.

Wat betekent PCR? En waarom zou je ze niet allemaal testen? Daar is een goede reden voor.

Hoe werkt de PCR-test?
PCR staat voor de Engelse term polymerasekettingreactie , in het Duits polymerasekettingreactie . Het werd in 1983 ontwikkeld door Kary Mullis. Mullis ontving hiervoor in 1993 de Nobelprijs voor de Scheikunde, omdat de ontwikkeling een mijlpaal was in het moleculair biologisch onderzoek. Hij was nog steeds een rare vogel – hij ontkende onder meer dat hiv ook verantwoordelijk is voor aids en de door de mens veroorzaakte klimaatverandering.
De opzet voor een PCR
De PCR is een systeem waarmee specifieke DNA-sequenties buiten het levende organisme, in vitro , kunnen worden vermenigvuldigd of gekopieerd . Hiervoor worden enzymen en bouwstenen gebruikt die ook verantwoordelijk zijn voor de verdubbeling van het DNA in de lichaamscellen. Dit gebeurt in het lichaam tijdens de celdeling, bijvoorbeeld tijdens de ontwikkeling van het embryo.

Het DNA dat u wilt repliceren, wordt vaak het start-DNA genoemd . Aan het begin van het proces wordt het samen met de replicatie-enzymen en bouwstenen in een reactievat geplaatst. Deze mix van moleculen bevat altijd zeer vergelijkbare stoffen.

Enerzijds de individuele “DNA-letters” adenine, guanine, thymine en cytosine. Het DNA is opgebouwd uit deze bouwstenen. Daarnaast is er een zogenaamd DNA-polymerase , een enzym dat deze bouwstenen in elkaar kan zetten. Dan zijn er de primers . Ze laten de polymerase zien waar ze moeten beginnen met het samenstellen van de DNA-bouwstenen.

Het DNA wordt samen met de DNA-letters, het polymerase en de primers in een reactievat geplaatst. Bijvoorbeeld een kleine buis. Dit wordt vervolgens in een zogenaamde thermische cycler geplaatst . Dit is een apparaat dat automatisch de temperatuur kan veranderen en zowel de buis verwarmt als koelt tijdens de PCR.

Het proces van de PCR
Het basisprincipe van PCR is relatief eenvoudig en berust op het feit dat de verschillende stappen van de polymerasekettingreactie alleen bij bepaalde temperaturen plaatsvinden.

Denaturatie
Allereerst wordt het start-DNA dat u wilt repliceren gedenatureerd. Hiervoor wordt het reactievat in de thermische cycler verwarmd tot 94 tot 96 graden Celsius .

Dit zorgt ervoor dat de twee strengen DNA van elkaar scheiden. DNA is een dubbele helix die bestaat uit twee complementaire strengen. Complementair wil zeggen dat de structuur van de twee strengen van elkaar afhankelijk is en de structuur van de ander altijd kan worden afgeleid uit een van de twee strengen DNA.

Na denaturatie is het DNA dus als een enkele streng aanwezig . Het is nu als het ware gratis om opnieuw gekoppeld te worden.

Hechting
Nu wordt de temperatuur verlaagd tot onder de 72 graden Celsius . De primers worden actief. De primers zijn ook complementair aan het DNA, maar alleen in een heel klein gedeelte waaraan ze zich nu kunnen hechten.

Als de primer geen exact overeenkomend stukje DNA kan vinden, kan hij niet hechten. De primers zijn daarom genspecifiek . In het geval van de coronatests worden ze gematcht met bepaalde genen van het SARS-CoV-2-virus. Namelijk op genen die alleen in deze vorm voorkomen in SARS-CoV-2 .

vernieuwing
Na de hechtingsfase is het DNA langwerpig bij ongeveer 72 graden Celsius . Beginnend bij de primers, hechten de polymerasen een nieuwe streng aan de blootliggende strengen van het uitgangs-DNA. Er worden nieuwe dubbele strengen gevormd. Een startend dubbelstrengs DNA wordt twee.

Hiermee is de eerste cyclus van de PCR voltooid , bestaande uit denaturatie, hechting en verlenging. Om het DNA te blijven repliceren, wordt de temperatuur eenvoudigweg door de thermische cycler verhoogd tot 94 graden Celsius en begint het proces helemaal opnieuw. De hoeveelheid DNA groeit steeds meer doordat er steeds meer sjablonen beschikbaar zijn. Vandaar de term “kettingreactie”.

Er zijn kleine variaties in het uitvoeren van PCR’s. De temperaturen van de respectievelijke stappen kunnen bijvoorbeeld enigszins variëren, afhankelijk van de gebruikte primers. In gevallen doen we accumulatie en verlenging in dezelfde temperatuurstap.

Van virus-RNA tot DNA
Het coronavirus heeft echter geen DNA, maar RNA. Het genetisch materiaal is dus in een andere vorm. De coronatest is dus geen simpele PCR, maar een RT-PCR. RT staat voor reverse transcriptase. Een enzym dat RNA in DNA kan transcriberen. Dit gebeurt in één stap vóór de eigenlijke PCR, maar in hetzelfde reactievat.

Net als polymerase heeft reverse transcriptase ook een primer nodig om een ​​startpunt te vinden. Uitgaande van de primer, bindt de reverse transcriptase vervolgens de complementaire DNA-bouwstenen aan het virus-RNA. De resulterende DNA-streng bevat dezelfde genetische informatie als het virusgenoom.

Nadat de DNA-RNA-dubbelstreng is gescheiden door verhitting, wordt de DNA-streng gebruikt als sjabloon voor de PCR. Daarna lopen de cycli als normale PCR.

Ook hier zijn er kleine variaties in het proces, vergelijkbaar met normale PCR.

Lichtgevende genen als onderscheidend kenmerk
De coronatest heeft echter nog een ander bijzonder kenmerk. Het is een zogenaamde real-time PCR (wordt afgekort met een q of r. Voor de coronatest bijvoorbeeld RT-qPCR, soms ook qRT-PCR) . Dit betekent dat u tijdens de runtime kunt zien of er SARS-CoV-2-genen in het monster zitten. Dit werkt via fluorescentie.

Bij real-time PCR worden naast de genspecifieke primers ook zogenaamde DNA-probes in het reactievat gelokaliseerd . Net als de primer zijn deze probes genspecifiek en binden ze alleen aan het coronavirus-gensegment dat wordt gezocht tijdens de afzettingsfase waarin de primer ook bindt. De sondes hebben een fluorescerend label dat inactief is zolang de sonde intact is.

De sonde blijft echter niet intact. Als na de afzettingsfase het polymerase begint te verlengen, zit de sonde in de weg. Het wordt tijdens de verlenging vernietigd door het polymerase. Hierdoor komt de fluorescentie vrij en begint het monster te gloeien.

Bron:

coronatest-dordrecht.com
coronatest-enschede.com
coronatest-hengelo.com
coronatest-rotterdam.com