L’agar et l’agarose sont deux formes de milieux de croissance solides qui sont utilisés pour la culture de micro-organismes , en particulier les bactéries . L’agar et l’agarose agissent tous deux pour solidifier les nutriments qui, autrement, resteraient en solution. L’agar et l’agarose sont tous deux capables de se liquéfier lorsqu’ils sont suffisamment chauffés, et tous deux reviennent à un état de gel lors du refroidissement.
Les milieux solides sont préparés en chauffant les composants agar et nutriments de manière à obtenir une solution. La solution est ensuite stérilisée, généralement dans un appareil de chauffage à la vapeur connu sous le nom d’autoclave. Le milieu stérile est ensuite versé dans une moitié de boîtes de Pétri stériles et le couvercle est placé sur la solution encore chaude. Lorsque la solution refroidit, l’agar ou l’agarose se gélifie, rendant le milieu semi-solide. Lorsque les bactéries entrent en contact avec la surface du milieu, elles sont capables d’extraire les nutriments du milieu et de se développer sous forme de colonies.
L’utilisation de milieux solides d’agar et d’agarose permet d’isoler les bactéries par une technique de plaque à stries. Une discrimination similaire d’une espèce bactérienne par rapport à une autre n’est pas possible dans les milieux de croissance liquides. En outre, certains milieux de croissance solides permettent le développement de réactions qui ne peuvent pas se développer dans les milieux liquides. L’exemple le plus connu est la gélose au sang , où la destruction totale et partielle des globules rouges constitutifs peut être détectée par leurs réactions hémolytiques caractéristiques.
La gélose est un réseau non chargé de brins d’un composé appelé gélactose. Ce composé est en fait constitué de deux polysaccharides appelés agarose et agaropectine. Le gélactose est extrait d’un type d’algue appelé Gelidium comeum. Cette algue doit son nom au botaniste français qui a été le premier à remarquer la matière gélatineuse que l’on pouvait extraire du varech. Une autre algue appelée Gracilaria verrucosa peut également être une source d’agar.
L’agarose est obtenue par purification de l’agar. Le composant agarose de l’agar est composé de molécules répétitives de galactopyranose. Les groupes latéraux qui dépassent du galactopyranose sont disposés de telle sorte que deux chaînes adjacentes peuvent s’associer pour former une hélice. Les chaînes s’enroulent ensemble si étroitement que l’eau peut être piégée à l’intérieur de l’hélice. Comme de plus en plus d’hélices sont formées et se réticulent, un réseau tridimensionnel d’hélices contenant de l’eau est créé. L’ensemble de la structure n’a aucune charge nette.
L’histoire de l’agar et de l’agarose remonte à plusieurs siècles et l’utilité de ces composés suit de près l’émergence et le développement de la discipline de la microbiologie. Les propriétés gélatineuses de l’agar sont censées avoir été observées pour la première fois par un empereur chinois au milieu du XVIe siècle. Peu de temps après, une industrie florissante de fabrication d’agar a été établie au Japon. La domination japonaise sur le commerce de l’agar n’a pris fin qu’avec la Seconde Guerre mondiale. Après la Seconde Guerre mondiale, la fabrication de l’agar s’est étendue à d’autres pays du monde. Aux États-Unis, par exemple, les abondants lits d’algues que l’on trouve le long de la côte sud de la Californie ont fait de la région de San Diego un foyer de fabrication d’agar. Aujourd’hui, la fabrication et la vente de l’agar sont lucratives et ont donné naissance à une industrie compétitive.
Les racines de l’agar comme complément aux études microbiologiques remontent à la fin du XIXe siècle. En 1882, le célèbre microbiologiste Robert Koch a fait état de l’utilisation de l’agar comme moyen de culture des micro-organismes. Depuis cette découverte, l’utilisation de la gélose est devenue l’une des techniques de base de la microbiologie. Il existe aujourd’hui des centaines de formulations différentes de milieux de croissance à base de gélose. Certains sont non spécifiques, avec un spectre de composants présents. D’autres milieux sont définis, avec des quantités précises de quelques matériaux définis. De même, l’utilisation de l’agarose s’est avérée extrêmement utile dans les techniques d’électrophorèse. En manipulant les conditions de formulation, la matrice d’agarose peut avoir des pores ou des tunnels à travers les brins d’agarose, qui peuvent être de taille différente. Ainsi, l’agarose peut agir comme un tamis, pour séparer les molécules en fonction de leur taille. La nature non chargée de l’agarose permet de faire passer un courant à travers lui, ce qui peut entraîner le déplacement d’échantillons tels que des morceaux d’acide désoxyribonucléique (ADN) d’une extrémité à l’autre d’une plaque d’agarose. La vitesse de déplacement des molécules, est également liée à la taille des molécules (les plus grosses molécules se déplaçant le moins).
Dans le monde non microbiologique, l’agar et l’agarose ont également trouvé une utilisation comme stabilisateurs dans la crème glacée, les fouets de crème instantanée et les gélatines de dessert.
Voir aussi Croissance et division bactériennes ; Techniques de laboratoire en microbiologie
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