Wszystko, co chcielibyście wiedzieć o agarozie, ale baliście się zapytać!

Agaroza to polisacharyd, który wraz z agaropektyną tworzy agar, będący częścią ścian komórkowych niektórych krasnorostów, na przykład Gelidium, gdzie odgrywa ważną rolę strukturalną. Jak sama nazwa krasnorostów wskazuje, oprócz chlorofilu zawierają także inne barwniki, a mianowicie czerwoną fikoerytrynę i niebieską fikocyjaninę. Agar pozyskany z krasnorostów wykorzystywany jest w produkcji żywności i kosmetyków oraz w biotechnologii.

Podczas spokojnych letnich miesięcy krasnorosty z rodzaju Gelidium takie jak Galaretówka chrząstkowata (Gelidium cartilagineum) rosną spokojnie na głębokości nawet 15 metrów pod powierzchnią oceanu. Osiągają największe rozmiary na początku jesieni. Ocean zaczyna wtedy robić się niespokojny, a fale i prądy oceaniczne odrywają od skalistych raf znaczne ilości tych organizmów. Oderwane od podłoża krasnorosty zaczynają gromadzić się na powierzchni w duże skupiska niesione często ogromnymi falami. Specjalnie przygotowane łodzie, wyposażone w sieci zbierają ten cenny surowiec pozostawiając oczywiście w nienaruszonym stanie te z krasnorostów, które pozostają przytwierdzone do dna oceanu. W przypadku niektórych załóg takich lodzi dochód pochodzący z tego specyficznego „połowu” stanowi połowę ich rocznych zysków. Krasnorosty wyrzucane na plaże zbierane są pojazdami wyposażonymi w specjalne separacyjne przyczepy, podobne do tych, które stosowane są do oczyszczania plaż ze śmieci.

Są oczywiście kraje, w których odpowiednio wyposażeni nurkowie odrywają krasnorosty od dna, jednak kiedy proceder ten wymykał się spod kontroli, doprowadza do zachwiania równowagi biologicznej. Odradzanie się populacji Gelidium z roku na rok spada aż do całkowitego jej zaniku. Sytuacja taka miała miejsce w Maroko. W Portugali natomiast pozyskiwano z w latach 70-tych kilka tysięcy ton Gelidium rocznie. Aktualnie, w wyniku przetrzebienia populacji tych organizmów liczba ta spadła do 200 ton. Przed II wojną światową Gelidium pozyskiwane Japonii było głównym źródłem światowego agaru, ale uprzemysłowienie doprowadziło do wyczerpania zasobów naturalnych. Aktualnie duże ilości Gelidium są zbierane na północnym wybrzeżu Hiszpanii, środkowym i południowym krańcu wybrzeża Portugalii. Mniejszy udział w rynku ma Korea Południowa – zaopatrując wyłącznie rynek krajowy, Meksyk, Indonezja, Chile, Chiny, Francja i RPA. W niektórych krajach bezpośrednie zbieranie krasnorostów z dna oceanicznego jest zabronione, co zapewnia różnorodność biologiczną i gwarantuje, że te fascynujące organizmy będą dostępny także dla przyszłych pokoleń. Globalnie jednak, w związku z postępującymi zmianami klimatycznymi, podnoszeniem się temperatury oceanów i wzrostem energii fal, wielkość populacji krasnorostów dramatycznie spada.

W produkcji naszych agaroz stosowany jest głównie agar pozyskiwany z krasnorostów zbieranych na powierzchni oceanów i wyrzuconych na brzeg. Bardzo rzadko produkujemy agarozę z agaru otrzymanego w wyniku hodowania krasnorostów. Ma to miejsce w przypadku, kiedy otrzymana agaroza ma być wysokospecjalistyczna. Nigdy nie wykorzystujemy agaru pozyskanego z krasnorostów zrywanych z dna oceanu poza plantacjami.

Po rozdzieleniu agaru na agarozę i agaropektynę, struktura agarozy przekształca się w łańcuch liniowy, utworzony przez β-D-galaktopiranozę połączoną z 3,6-anhydro-α-L-galaktopiranozą wiązaniami 1-4. Ta jednostka powtarza się wzdłuż łańcucha i nazywa się agarobiozą. W tym łańcuchu mogą znajdować się grupy naładowane, które są odpowiedzialne za wiele właściwości danego typu agarozy.

Struktura żelu agarozowego to makrosiatka stabilizowana przez tworzenie wiązań wodorowych pomiędzy różnymi łańcuchami agarozowymi, co zapewnia mu wysoką wytrzymałość nawet przy niskich stężeniach.

Żele te są termoodwracalne, tworząc obojętną, nietoksyczną matrycę o bardzo specjalnych właściwościach, co czyni je niezbędnymi w wielu technikach biologii komórki, biochemii i biologii molekularnej. Histereza – różnica pomiędzy temperaturą żelowania i topnienia – jest większa niż jakiegokolwiek innego hydrokoloidu. Właściwości agarozy, takie jak wytrzymałość żelu, wielkość porów czy EEO (elektroendosmoza) można dostosować do specyficznych potrzeb jej użytkownika.

Agarozę najczęściej stosuje się go do przygotowywania żeli wykorzystywanych w rutynowej i szybkiej separacji fragmentów DNA/RNA, ale także w innych technikach. Ponadto agaroza może być stosowana do wiązania z jej strukturą cząsteczek, takich jak przeciwciała lub antygeny, a rzadziej do naprawy uszkodzonych tkanek.

Niektóre ważne właściwości agarozy to:

• Siła żelu: Siła niezbędna do rozerwania przygotowanego żelu, wyrażona w g/cm kwadratowy.
• Temperatura żelowania: Temperatura, w której roztwór agarozy tworzy sztywny żel.
• Temperatura topnienia (czyli - temperatura przejścia żelu w zol): Temperatura, w której żel staje się płynem.
• EEO (elektroendosmoza): Miara liczby naładowanych grup obecnych w agarozie.

Najbardziej popularne aplikacje, w których wykorzystywana jest agaroza:

• Elektroforeza analityczna, pozwalająca na ocenę charakterystyki badanego próbki. W przypadku elektroforezy kwasów nukleinowych umożliwia ona uzyskanie następujących informacji:
  • Ustalenie wielkości fragmentów DNA lub cząsteczek RNA na podstawie porównania tempa migracji badanych prążków w stosunku do tempa migracji wzorca mas cząsteczkowych.
  • Ustalenie masy preparatu na podstawie intensywność fluorescencji.
  • Identyfikację ewentualnej degradacji preparatu.
  • Identyfikację zanieczyszczeń obecnych w badanej próbce kwasów nukleinowych.
• Elektroforeza preparatywna, umożliwiająca izolację z żelu tej części próbki, którą zamierzamy użyć do dalszych prac.
• Elektroforeza w pulsowym polu elektrycznym (PFGE - Pulse Field Gel Electrophoresis) - technika polegająca na wymuszonej zmianie kierunku migracji cząsteczek steczek DNA, rozdziale ich w zależności od wielkości pod wpływem zmieniającego się pola elektrycznego.
• Blotting DNA, czyli transfer DNA z żelu agarozowego na membranę hybrydyzacyjną w celu hybrydyzacji z sondą. Membrana ta jest znakowaną jednoniciowym DNA komplementarnym do badanej sekwencji w próbie.
• Wysokorozdzielcza elektroforeza DNA, czyli elektroforeza w specjalnie przygotowanej agarozie, pozwalająca na rozdzielenie fragmentów DNA, które różnią się masą w bardzo niewielkim stopniu.
• Enzymatyczne reakcje z kwasami nukleinowymi, które przeprowadza się bezpośrednio w żelu agarozowym bez konieczności przeprowadzania próbki z żelu.
• Żelowa elektroforeza kapilarna, czyli elektroforeza przeprowadzana w cienkich rurkach - kapilarach - zbudowanych najczęściej ze szkła krzemowego lub z syntetycznego kwarcu nie absorbującego promieniowania nadfioletowego. W celu mechanicznego wzmocnienia, kapilary pokrywa się cienką warstwą polimeru poliimidowego. Mają one długość 20-100 cm (najczęściej 50 cm) i średnicę wewnętrzną 20 – 200 µm (najczęściej 25 -75 µm). W tej metodzie najczęściej wykorzystywane są detektory fluorymetryczne, spektrofotometryczne, elektrochemiczne lub spektrometrię masową.
• Hodowle in vitro roślin, gdzie agaroza wchodzi w skład pożywek jako element scalający.
• Elektroforeza białek w tym elektroforeza strefowa w żelu agarozowym. Jest ona jedną z najbardziej popularnych metod separacji białek surowicy. Po elektroforetycznym rozdziale uwidocznione zostają frakcje: homogenna - albuminowa oraz heterogenne - globulinowe.

Produkujemy agarozy dedykowane wszystkim powyższym aplikacjom.