Inleiding
In de strijd tegen corona was het motto: Testen, testen en nog eens testen. Toegang tot (sport)evenementen en festivals worden gedaan op basis van sneltesten. Hoe werken die testen? Wat is de betrouwbaarheid van die testen en wat zijn de verschillen tussen en PCR en een sneltest? Deze vragen zullen we behandelen in de volgende twee lessen.
Simpel liedje over de zelftest
Leerdoelen
Deze lessenserie gaat uit van onderstaande voorkennis. Er zal worden gewerkt aan de leerdoelen zoals hier beschreven.
Voorkennis
- Je weet uit welke basen DNA bestaat
- Je weet welke letter voor welke base staat
- Je kent de globale opbouw van het DNA
- Je weet wat de gekoppelde baseparen zijn van DNA
- Je weet welke basen in DNA coderen voor basen in RNA tijdens de transcriptie
- Je weet hoe de verschillende baseparen met elkaar zijn verbonden in het DNA
- Je weet wat DNA replicatie inhoud
- Je kent het begrip antilichaam en antigen
Wil je de voorkennis nog even ophalen kijk dan dit filmpje
Leerdoelen
- Je kunt uitleggen hoe een PCR-test werkt
- Je kent een toepassing van DNA replicatie
- Je kunt de werking van een zelftest uitleggen
- Je kent een toepassing van de binding van een antigen op een antilichaam
- Je kunt zowel voor- als nadelen noemen van de PCR-test als de zelftest
PCR
Leer onderstaand artikel Met man en macht testen en beantwoord dan de vragen onderaan het artikel. Dit artikel is een onderdeel van een groter artikel, wil je het gehele artikel lezen klik dan op deze link.
Vragen DNA en RNA
Zoals bij elk virus moet je van het coronavirus weten welk stukje RNA dit virus wel heeft en andere virussen niet. Zodra de code bekend is kan men dan de test ontwikkelen.
Omdat het corona-virus een RNA-virus is wordt het RNA eerst omgezet in DNA. Stel een fragment in het RNA heeft de volgende volgorde: GAA UCG GGU UCA.
- In het artikel wordt gesproken over dat bij het corona-virus bij de PCR-test een extra stap nodig is. Leg uit waarom dat zo is en geef hierbij aan om welke stap dat gaat.
- Geef de basenvolgorde van het stuk virus DNA op basis van het gegeven stuk RNA.
- Het DNA bestaat uit twee strengen die met elkaar verbonden zijn via de basenparen. Leg op microniveau uit hoe de verschillende basenparen met elkaar verbonden zijn in het DNA.
Antwoorden zijn te vinden onder het kopje antwoorden of via deze link.
Ga verder naar het onderdeel werking PCR.
Werking PCR
Bekijk het onderstaande filmpje over de PCR zoals die wordt gebruikt door de GGD.
Vragen PCR.
- Leg uit wat de functie van een DNA-primer is in PCR.
- Leg uit waarom het belangrijk is dat DNA-primer een specifieke sequentie detecteerd.
- Leg uit na hoeveel cycli de eerste target DNA strengen zijn gevormd.
- Voor PCR wordt Taq-polymerase gebruikt. Leg uit waarom taq-polymerase beter geschikt is voor PCR.
Vermeerderen monsters
Vaak bevatten monsters te kleine hoeveelheden RNA/DNA om direct mee te werken. Dankzij de PCR-techniek kan het DNA in een monster vermenigvuldigt en aangetoond worden.
Hiervoor worden eerst de twee strengen van het DNA van elkaar losgemaakt door het monster te verwarmen tot een temperatuur van ca 90-95◦C. Vervolgens worden stukjes DNA-primer aan de gescheiden ketens gebonden.
- In het midden van de DNA-keten komt de volgende basenvolgorde voor op de coderende streng:
5’-AGTCTGCTCAGCAATCGGGCTATGTCGCGTTCG-3’
Met PCR kan dit stukje DNA worden vermenigvuldigd. Geef de sequenties van de primers die geschikt zijn voor het repliceren van de vetgedrukte sequentie en van de complementaire sequentie. Deze primers bestaan uit 5 basen. Geef zowel het 5’- en het 3’-uiteinde aan.
- Verklaar op microniveau dat door verwarmen de complementaire strengen van elkaar gescheiden kunnen worden, terwijl de ketens zelf in tact blijven
SARS-virus
Het genoom van een positief enkelstrengig RNA-virus, zoals het SARS-virus, kan direct dienen als messenger-RNA (mRNA) voor de codering van eiwitten in een gastheercel, de eiwitsynthese.
- We gaan weer uit van het eerst genoemde fragment in het RNA met de volgorde: GAA UCG GGU UCA.
Welke aminozuren kan bovenstaand fragment voortbrengen? Maak hierbij gebruik van Binas tabel 71G.
- Hoe heet het proces waarbij het mRNA-molecuul een nieuw eiwitketen vormt?
Antwoorden zijn te vinden onder het kopje antwoorden of via deze link.
Ga verder naar het onderdeel werking zelftest.
Zelftest
Een zelftest is een test op basis van antigenen en antilichamen. Weet je niet meer precies hoe antigenen en antibodies werken of vind je het fijn om het nog even een keer op te halen kijk dan deze instructiefilm.
Kijk onderstaande video en maak de vragen over de zelftest.
- Leg uit wat er gebeurt bij het lyseren van een cel.
- Leg uit waarom het noodzakelijk is eerst de cel te lyseren voordat je de test kunt uitvoeren.
- In afbeelding 1 zie je een schematische weergave van een zelftest. Leg uit waarom voor de verschillende CoVID-19 varianten verschillende antilichamen gebruikt worden.
- Leg uit waarom er een controlestreep aanwezig is bij de zelftest.
Zelftesten zijn minder betrouwbaar dan de PCR-test. Zelftesten hebben echter wel een hoge betrouwbaarheid als het gaat om verspreiding van het virus. De betrouwbaarheid of je drager van het virus bent is echter veel kleiner. Je kunt dus een negatieve zelftest afleggen en nog steeds drager zijn van het CoVID-19 virus.
- Leg uit waarom zelftesten een hoge betrouwbaarheid hebben als het gaat om verspreiding van het virus.
- Leg uit waarom de betrouwbaarheid van zwelftesten kleiner is bij het bepalen of je drager bent van het virus.
- Leg uit waarom de PCR-test veel betrouwbaarder is dan de zelftest.
Antwoorden zijn te vinden onder het kopje antwoorden of via deze link.
Antwoorden
Vragen DNA en RNA
- Bij PCR wordt DNA vermenigvuldigt.
Omdat het coronavirus een RNA-virus is, moet het RNA eerst omgezet worden in DNA.
- G → C ; A →T ; U → A ; C →G
CTT AGC CCA AGT (4 juiste koppels van 3 basen)
- Via waterstofbruggen
Vragen PCR
- Primers zoeken een specifieke basen combinatie en hechten aan die combinatie. Vanaf de primer wordt het DNA gekopieerd.
- Je wilt graag een stuk specifiek stuk DNA kopieren. Als de primer hecht op andere plekken dan ben je de verkeerde stukken DNA aan het vermeerderen.
- Na drie cycli, zie binas 71M2.
- Bij PCR worden de DNA strengen uit elkaar gehaald door middel van warmte. Taq-polymerase kan goed tegen deze warmte.
- G → C ; C →G ; A →T ; T → A
5’-AGTCTGCTCAGCAATCGGGCTATGTCGCGTTCG-3’
Primer 1: 5’-GAACG-3’
Complementaire streng: 3’-TCAGAC()GAACG-3’
Primer 2: 5’-GTCTG-3’
- De waterstofbruggen die de complementaire strengen "bij elkaar houden" zijn veel
zwakker dan de covalente bindingen tussen de nucleotiden binnen een keten.
Het verhitten verbreekt de waterstofbinding waardoor de dubbele streng uit elkaar
gaat terwijl de covalente (keten)bindingen onaangetast blijven.
SARS-virus
- GAA → E → Glu (Glutaminezuur)
UCG → S → Ser (Serine)
GGU → G → Gly (Glycine)
UCA → S → Ser (Serine)
- Translatie
Vragen bij zelftest
- Lyseren is het uit elkaar laten vallen van cellen.
- Je hebt de eiwitten uit de cellen nodig om die te hechten aan de antilichamen. Als de cel heel blijft dan blijven de eiwitten in de cel en zal er geen hechting plaats vinden en zal je dus geen uitslag krijgen.
- Elk eiwit bindt aan een specifiek antilichaam. Er zijn twee varianten die hier worden getest en dus moet je voor elk specifiek eiwit een specifiek antilichaam gebruiken.
- Om te controleren of de test gelukt is
- Als je in staat bent om het virus te verspreiden dan beschik je over veel virusdeeltjes in je lichaam. Als er veel deeltjes zijn zal de sneltest dit detecteren en dus is de betrouwbaarheid hoog.
- Als je wel dragen van het virus bent, maar de hoeveelheid virusdeeltjes is laag dan worden er weinig virusdeeltjes gebonden met de sneltest. Er is dan geen streep te zien en lijkt het of je niet besmet bent.
- De PCR-techniek heeft een hoge mate van betrouwbaarheid omdat de test de specifieke DNA code vermeerderd. Dus zelf als je maar 1 deeltje in je lijf hebt zal de PCR-techniek er heel veel maken en dat kunnen we wel opsporen. Let op nadat de PCR test is uitgevoerd zal er nog wel een test gedaan moeten worden om aan te tonen of het virus gevonden is.
