NU Actueel

Evolutie van SARS-CoV-2

 - NU Actueel Afbeelding bekijken

Begin 2020 is het erfelijk materiaal (genoom) van het coronavirus SARS-CoV-2, het virus dat Covid-19 veroorzaakt, volledig bepaald. Het genoom is een RNA-streng en bestaat uit 29 903 RNA-basen. Maar het virus van begin 2020 is niet meer hetzelfde. Voortdurend treden in het genoom puntmutaties en deleties op met een gemiddelde van één mutatie per 14 dagen. De ene virusvariant ontstaat zo uit de andere. Daardoor is het mogelijk een stamboom van het virus te maken.
In oktober 2020 zijn bijna 50 000 complete genomen van het virus bepaald. Deze genomen zijn te verdelen in 5-7 grote groepen (clades, takken van de stamboom) met enkele tientallen varianten (takjes).

Opdrachten

1  Gisaid is een organisatie die alle informatie over het Covid-19 wereldwijd verzamelt. Na analyse komen wetenschappers tot de conclusies dat er zeven clades (grote vertakkingen) zijn van het virus. Bekijk de bronnen op Genomic epidemiology of hCoV-19.
Druk op ‘Play’ op de wereldkaart. Je ziet vervolgens in het schema bij de wereldkaart de veranderingen in het genoom van het virus in de loop van de tijd. Er verschijnen zeven clades, GR, G, GH, O, S, L en V.
Op de wereldkaart zelf zie je de veranderingen in het voorkomen van de verschillende stammen virus in de verschillende landen. Zoom in op Europa.
a  Verklaar dat in West-Europa veel varianten van het virus bestaan en in de Oost-Europese landen als Roemenië en Moldavië minder.
b  De tweede golf van het virus in Nederland ontstond in oktober. Waarschijnlijk is het virus uit Spanje of Zuid-Frankrijk gekomen. Hoe heeft het RIVM dat kunnen bepalen?

2a  Leg uit dat een RNA-virus sneller kan muteren dan een DNA-virus.
Wat is een puntmutatie en wat is een deletie?

3  Lees het artikel Nieuwe mogelijk besmettelijkere vorm van SARS-CoV-2 domineert de wereld. Een mutatie die in Europa veel voorkomt is de D614G-mutatie. Bij deze mutatie zijn de spike-eiwitten aan de buitenkant van het virus veranderd. Met deze eiwitten maakt het virus contact met zijn gastheercel. In D614G is het aminozuur 614 in de spike verandert van D (asparaginezuur) in G (glycine).
Binas 71G Wat is de meest eenvoudige mutatie waarin het codon voor asparaginezuur verandert in een codon voor glycine?
b  Licht toe dat een mutatie in een spike-eiwit waarschijnlijk een groter effect heeft op de verspreiding van het virus dan een mutatie in de eiwitmantel van het virus.
c  De virusstam met mutatie D614G heeft in West-Europa de oorspronkelijke stam verdreven. Dat kan door natuurlijke selectie of door genetic drift, toeval. Leg beide begrippen uit.
d  Ga ervan uit dat het virus met glycine in het spike-eiwit door natuurlijke selectie zich meer heeft kunnen verspreiden dan de variant met asparaginezuur in het spike-eiwit. Beredeneer in drie stappen hoe de glycinevariant de asparaginevariant kan verdringen.

4  Bekijk ’Coronavirus disease (COVID-19)’ (0-2.10 minuten).
a  Op welke twee manieren kan een virus dat in dieren voorkomt, naar mensen overspringen?
Stel een virus springt over van vleermuizen naar mensen. Leg uit dat daardoor de snelheid van de evolutie van het virus toeneemt.

 

Bronnen

GISAID: ‘Genomic epidemiology of hCoV-19
Scientias: ‘Nieuwe mogelijk besmettelijkere vorm van SARS-CoV-2 domineert de wereld
WHO: ’Coronavirus disease (COVID-19)

 

Meer weten?

ECDC: Coronaviruses
ScienceMag.org: The pandemic virus is slowly mutating. But is it getting more dangerous?

 

Wil je meer weten over onze biologie methode Nectar?

Naar website

Meer informatie over dit onderwerp kun je vinden in Nectar (4e editie) 4 vwo H7 en 5 havo H10 Evolutie.