الكشف عن فيروس كورونا: ما هو اختبار تفاعل البلمرة التسلسلي (PCR) ؟

21 مايو، 2020
هناك ما نسمعه في وسائل الإعلام مؤخرًا هو أن اختبار تفاعل البلمرة التسلسلي هو الأسلوب الأكثر موثوقية للكشف على فيروس كورونا. ولكن ما هو هذا الاختبار بالضبط؟ في هذا المقال، نقدم الإجابة.

في الأيام الأخيرة، كان الحديث عن مجموعات الكشف لكوفيد-19 منتشر في كل وسائل الإعلام. وفي أسبانيا، كان هناك جدل مؤخرًا بعد أن اشترت الحكومة أكثر من 50 ألف اختبار ثبت عدم موثوقيتها. وقد حدث ذلك أيضًا في بلدان أخرى وكانت الخسائر المالية كبيرة. وبسبب ذلك، أصبح من الضروري التفكير في الطريقة الصحيحة للكشف عن المرضى المصابين. إذن، ما هو اختبار تفاعل البلمرة التسلسلي (PCR)؟

سمع الكثير منا أن ” تفاعل البلمرة التسلسلي هو أكثر الطرق اكتمالاً وموثوقية”.

فقد أدي ارتفاع معدل نجاح هذه الوسيلة والحد الأدنى من النتائج الإيجابية الزائفة إلى دفع منظمة الصحة العالمية ذاتها إلى التوصية بها كوسيلة كشف أساسية.

تناولت عدة مقالات أساليب مختلفة للكشف عن هذا الفيروس. ومع ذلك، أردنا اليوم أن نغتنم الفرصة لكي نعرض لك بالتفصيل ما هو اختبار تفاعل البلمرة التسلسلي وكيف يعمل.

تابع القراءة واكتشف المزيد عنه!

التسلسل الجيني للفيروس

فيروس كورونا (كوفيد-19) هو عامل فيروسي يحتوي على سلسلة أحادية من الحمض النووي الريبي RNA. وهي بدورها تصنف على أنها حمض نووي ريبي بسلسلة مفردة موجبة.

إن الحمض النووي  DNA و الحمض النووي الريبي RNA هما أكثر “بصمات” موثوقة يمكن أن تعبر عن الكائن الحي.

إن ترتيب النيوكليوتيدات التي تشكلها يعطي هوية الفرد، وهناك العديد من الأجزاء المشتركة للأنواع والكائنات الحية.

ولأن هذا الفيروس يتألف من سلسلة واحدة من المعلومات، فإن وجود الحمض النووي الريبي لفيروس كورونا في الكائن الحي أمر لا لبس فيه.

وإذا ثبت وجوده في عينة المريض، عندها يكون مصابًا بالعدوى. لذلك، كان من الأهمية تحديد تسلسل الجينوم لهذا الفيروس منذ اكتشافه.

لحسن الحظ، تم وضع نماذج وراثية للعينة الأولى في 11 يناير. وفي الواقع، يمكنك رؤيتها بنفسك على موقع المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية.

هذا المزيج من الحروف التي يمكنك رؤيتها يتوافق مع ترتيب النيوكليوتيدات في سلسلة الحمض النووي الريبي للفيروس.

يحتوي كل نيوكليوتيد على قاعدة نيتروجينية تتوافق مع الحرف الممثل لها:

  • الأدينين (أ)
  • الجوانين (ج)
  • السيتوزين (س)
  • في حالة الحمض النووي الريبي ، يوراسيل (ي)
  • في حالة الحمض النووي، الثيمين (ث)

لذا، فنظرًا لما ذكرناه سابقًا عن الحمض النووي الريبي، فقد تندهش حين لا ترى واحدًا من اليوراسيل (ي) في جينوم فيروس كورونا.

ولكن هناك سبب لذلك وسوف نوضح ذلك بمزيد من التفاصيل.

اقرأ أيضَا:

فيروس كورونا ينتشر بسهولة أكبر في بيئات معينة

اختبار تفاعل البلمرة التسلسلي يكشف عن وجود الفيروس

عندما رتب العلماء التسلسل الجيني للفيروس، حينها ظهرت فعالية اختبار تفاعل البلمرة التسلسلي.

تهدف هذه التقنية، التي يعود تاريخها إلى الثمانينات إلى تضخيم الحمض النووي في العينة، عن طريق تفاعل البلمرة التسلسلي.

هنا يكمن أول جزء من الفيروس الماكر:  لا يحتوي فيروس كورونا على الحمض النووي ولكن يحتوي على الحمض النووي الريبي.

لذا، نحن بحاجة إلى تقنية أكثر تعقيدًا: اختبار تفاعل البلمرة التسلسلي باستخدام إنزيم النسخ العكسي (RT-PCR) الذي يحول الحمض النووي الريبي (RNA) إلى حمض نووي (DNA).

لتنفيذ هذا التفاعل، من الضروري وجود إنزيم النسخ العكسي وتتمثل العملية فيما يلي:

  • من عينة المريض، يستطيع إنزيم النسخ العكسي تحديد الحمض النووي الريبي للفيروس.
  • مع توفير النيوكيلوتيدات في خليط التفاعل، فإن إنزيم النسخ العكسي يكون قادرًا على توليد شريط من الحمض النووي مكملًا للحمض النووي الريبي للفيروس. يمكننا أن نري هذا الإنزيم كعامل.
    ومع خريطة الحمض النووي الريبي للفيروس والنوكليوتيدات المتاحة، فإنه يولد بعد ذلك خيطًا جديدًا، في هذه الحالة، من الحمض النووي.
  • هذا هو المكان الذي يدخل فية إنزيم البلمرة ويحدث تفاعل البلمرة التسلسلي العادي. باختصار، إنزيم البلمرة عامل أخر. هذا مع النيوكليوتيدات المتاحة، يمكن أن يولد آلاف النسخ من شريط الحمض النووي المحول.
  • يمكن للعلماء إخضاع هذا الحمض النووي المضخم لتقنيات مختلفة لمعرفة ما إذا كان يتوافق مع النمط الجيني لفيروس كورونا أم لا.

ننصحك بقراءة:

استخدام دم المتعافين من فيروس كورونا في علاج المرض

الكشف عن هوية الفيروس

بمجرد تضخيم الحمض النووي، توجد تقنيات متعددة لتعيينه إلى فيروس أو كائن حي. ومن أبسط هذة الطرق هو الاغاروز الهلامي الكهربائي.

وسوف نستخدم هذا كمثال أكثر بساطة، ولكن هناك متسلسلات معقدة تقوم بهذا العمل.

تحتوي أجزاء الحمض النووي على شحنة كهربائية سالبة. وبفضل ذلك وبتمرير تيار كهربائي في صندوق يحتوي على هلام الاغاروز، ستتحرك الأجزاء المختلفة علي طول الهلام بينما ينجذب إليها القطب الموجب.

وبوسعنا أن نري هذا سابقًا، فأجزاء الحمض النووي الأخف تصل أولًا، وتصل الأجزاء الأكبر منها إلى منتصف الطريق.

هذا هو مفتاح الكشف: يتم تشكيل النطاقات على مسافات مختلفة في الهلام. لإعطاء مثال افتراضي، إذا كان لدى الأم والطفل عدة أجزاء متماثلة من الحمض النووي.

فإن الجيل الأغاروزي للاثنين ينبغي أن يظهر في نفس النمط، وبالتالي تأكيد العلاقة الجنينية بينهما.

من الواضح أن أساليب الكشف عن فيروس كورونا أكثر تطورًا من المثال المعروض.

ولكننا نأمل أن يسهل هذا التفسير فهم كيفية عمل اختبار تفاعل البلمرة التسلسلي ودوره الأساسي في الكشف عن المرض.

  • Instituto de Salud Carlos III. (24/03/2020). Pruebas de diagnóstico del coronavirus: ¿qué es la PCR?, ¿qué son los test rápidos? ¿en qué se diferencian?. Recuperado el 3 de abril de 2020 de https://www.isciii.es/InformacionCiudadanos/DivulgacionCulturaCientifica/DivulgacionISCIII/Paginas/Divulgacion/COVID19_PCR_test.aspx
  • SARS-CoV-2. (s.f.). En Wikipedia. Recuperado el 3 de abril de 2020 de https://es.wikipedia.org/wiki/SARS-CoV-2
  • RT-PCR. (s.f.). En Wikipedia. Recuperado el 3 de abril de 2020 de https://es.wikipedia.org/wiki/RT-PCR
  • Biesecke, L. (2020). Reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano. Recuperado el 3 de abril de 2020 de https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Reaccion-en-cadena-de-la-polimerasa