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Projeto Genoma Humano – PGH
Universidade Estadual do Ceará
Centro de Educação Ciências e Tecnologia da Região dos Inhamuns...
Introdução
• O Projeto Genoma Humano foi um dos maiores e mais ambiciosos
projetos de todos os tempos. Foi o programa de p...
O que é genoma?
• O genoma é o conjunto de todo o material genético localizado no
núcleo das células de um ser vivo. Ele é...
PGH – DNA: Marcos históricos...
1910
1866
Johan Gregor Mendel
Thomas Hunt Morgan
1943
1970 a 1973
Watson e CrickOswald Ave...
“TimeLine” – História do PGH (Resumo)
1985
Robert Sinsheimer realiza uma
reunião na Universidade da
Califórnia e propõe o
...
Corrida Mundial pelo Genoma Humano
Gilbert, um dos presentes na
reunião de Sinscheimer em
1985, ouve com atenção e
apoia a...
O DOE não tem capacidade de receber um projeto dessa
magnitude;
O DOE fará um sequenciamento todo militar;
Questões envolv...
• Em 1989 NCR
aprova o projeto
genoma e
estabelece
algumas
orientações sobre
o projeto, onde
Watson aposta seu
cargo crian...
•Gilbert tenta sequenciar o genoma em
sua própria companhia.
• "[Será] disponível para todos ... por um
preço",
Gilbert
•W...
1992 Francis Collins assume o NIH;
Importância do projeto para salvar vidas com a cura de
doenças genéticas;
Construção de...
• 1996 - NIH sequencia o genoma de uma
levedura (C. elegans) (Waterston e
Sulston são os sequenciadores) segundo
eles a te...
• 1998 – Venter anuncia que uma máquina
que sequenciaria automaticamente todo
genoma em 3 anos com um custo de US $
300 mi...
Venter anuncia, em
outubro 1999, que
já sequenciou 1
bilhão de bases do
genoma;
NIH anuncia, em
novembro de 1999,
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Venter et
al. Collins et al.
Corrida Mundial pelo Genoma Humano –
Rascunho
Projeto Genoma Humano
14
Mapeamento do
Genoma
Representação
do mapeamento
genético no
cromossomo
humano
Projeto Genoma Humano
15
Frederick Sanger
2 vezes premio
Nobel
Desenvolveu o
Método de
Sanger ou
“Rescisão
Didesoxy”
Sequenciamento: Método Sanger
...
• Cromossomo artificial
bacteriano – BAC;
• Clonar sequencias de
DNA em células
bacterianas;
Sequenciamento
Projeto Genoma...
Sequenciamento
• Didesoxinucleotídeos s
ão inibidores de
terminação da cadeia
de polimerase de ADN;
• dNTP;
• ddGTP;
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DNA Polimerase em Ação
Projeto Genoma Humano
19
Método “Shotgun”
Hierárquico
Método “Shotgun”
Aleatório
Projeto Genoma Humano
20
Sequenciamento Automatizado
Projeto Genoma Humano
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Sequenciamento Automatizado
Projeto Genoma Humano
22
Desenvolvimento da Farmacogenômica;.
Testes genéticos
O Projeto Genoma proporcionou uma nova abordagem nas pesquisas biomé...
Descoberta
1.800 genes de doenças
genes suspeito por causar doenças
hereditárias em questão de dias;
Relação genoma/evoluç...
Interpretação genômica e tratamento adequado a
um paciente com histórico de câncer hereditário;
Análise do numero ou estru...
Genoma e Medicina
Transtor-
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Transtornos
Multifatoriais
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Cromossô
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Três tipos
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Aplicações na Medicina
Terapia Gênica
Testes Genéticos
Farmacoge-
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US$ 3 Bilhões
- 2001
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Projeto Gen...
• Teve início em 2006;
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câncer;
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• Peito
• Sistema Nervoso Central
• Endócrino
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• Ginecológico
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PGH - Brasil
• O Projeto Genoma Humano do Câncer está em andamento graças a
união da Fapesp, Instituto Ludwig, Unicamp, EP...
1) Privacidade de
informação genética;
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na medicina genética;
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informações gen...
Autonomia
Privacidade
QualidadeIgualdade
Justiça
Debates e Bioética
Princípios
básicos do
Projeto
Genoma
Humano
Projeto Ge...
• Impossível
clonar um
humano (cópia
exata).
• Complexidade
vem da
combinação de
genes/produçã
o de proteínas
• Influencia...
A decifração do genoma respondeu a algumas
questões. Mas, no processo, levantou outras ainda
mais enigmáticas.
Projeto Gen...
Onde encontro informações sobre o PGH?
http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/
http://www.genome.gov
http://cancergenome.nih.gov/
...
"O Projeto Genoma Humano foi uma
aventura incrível em nós mesmos,
para entender o nosso próprio livro
de instruções do DNA...
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Autor: Rafael Gonçalves Lima
Licenciando em Ciências Biológicas
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Seminário Projeto Genoma Humano - 2014

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Seminário sobre o Projeto Genoma Humano na disciplina de biotecnologia. Conheçam também meu Canal no Youtube (https://www.youtube.com/channel/UCXIcDF7JqALjbRRYCqlbnRw). Em breve vídeos sobre evolução.

Publicado en: Ciencias
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Seminário Projeto Genoma Humano - 2014

  1. 1. Projeto Genoma Humano – PGH Universidade Estadual do Ceará Centro de Educação Ciências e Tecnologia da Região dos Inhamuns Licenciatura Plena em Ciências Biológicas Biotecnologia – Prof.: Dr. Silvio César Universidade Estadual do Ceará
  2. 2. Introdução • O Projeto Genoma Humano foi um dos maiores e mais ambiciosos projetos de todos os tempos. Foi o programa de pesquisa internacional e colaborativo cujo objetivo era o mapeamento completo e compreensão de todos os genes dos seres humanos. • O projeto envolveu diversos países (o Brasil esta nesta lista), um investimento milionário e um esforço de 13 anos para sua conclusão. O PGH contribuirá para identificar a causa de doenças e as interações entre o meio ambiente e a hereditariedade na definição da condição humana. Projeto Genoma Humano 2
  3. 3. O que é genoma? • O genoma é o conjunto de todo o material genético localizado no núcleo das células de um ser vivo. Ele é distribuído em cromossomos, que por sua vez são compostos pela famosa molécula DNA. • Cada cromossomo contém centenas ou milhares de genes, que carregam as instruções para fazer proteínas. • DNA é a sigla para ácido desoxirribonucleico, uma substância com um formato peculiar. Ela é composta por duas fitas compostas por sequências de bases nitrogenadas. Essas bases nitrogenadas são as famosas "letras químicas" do DNA, A, T, C e G. Projeto Genoma Humano 3
  4. 4. PGH – DNA: Marcos históricos... 1910 1866 Johan Gregor Mendel Thomas Hunt Morgan 1943 1970 a 1973 Watson e CrickOswald Avery Paul Berg ChargaffGriffith 1928 1952 1954 Projeto Genoma Humano 4
  5. 5. “TimeLine” – História do PGH (Resumo) 1985 Robert Sinsheimer realiza uma reunião na Universidade da Califórnia e propõe o sequenciamento do Genoma Humano. 1990 Início oficial do Projeto Genoma Humano, com participação de pesquisadores americanos e europeus. 1992 Francis Collins assume a liderança do PGH após saída de Watson. 1992 Creig Venter desenvolve método de sequenciar genes e torna-se presidente da Celera Genomics. 1995 Sequenciamento completo do genoma da bactéria Haemophilus influenzae. 1999 Primeiro cromossomo humano completamente sequenciado. 2000 Consórcio do PGH e Celera Genomics anunciam seus trabalhos – Rascunho do código genético Humano 2001 Science e Nature 2003 14 de Abril - PGH é encerrado. Projeto Genoma Humano 5
  6. 6. Corrida Mundial pelo Genoma Humano Gilbert, um dos presentes na reunião de Sinscheimer em 1985, ouve com atenção e apoia a ideia propondo a criação de um instituto do genoma humano; Charles DeLise, do Departamento de Energia (DOE) já manifestava interesse em sequenciar o genoma humano; Renato Dulbecco comenta, numa reunião realizada por DeLise, que o projeto viabilizaria uma virada na pesquisa do Câncer; Botstein e David Baltimore criticam a ideia. O projeto vai contra os princípios da Biologia. Muito caro pode colocar em risco todos os pesquisadores; Projeto Genoma Humano 6
  7. 7. O DOE não tem capacidade de receber um projeto dessa magnitude; O DOE fará um sequenciamento todo militar; Questões envolvendo os genes não passaram pelos órgãos de saúde; NIH fará o mapeamento NIH detém mais recursos e lidera o projeto NIH nunca fez um projeto de tamanha envergadura; Possuímos um banco e uma biblioteca de genes; Somos a escolha lógica; DOE fará o sequenciamento; Corrida Mundial pelo Genoma Humano Projeto Genoma Humano 7
  8. 8. • Em 1989 NCR aprova o projeto genoma e estabelece algumas orientações sobre o projeto, onde Watson aposta seu cargo criando objetivos para os próximos 5 anos. Corrida Mundial pelo Genoma Humano Projeto Genoma Humano 8
  9. 9. •Gilbert tenta sequenciar o genoma em sua própria companhia. • "[Será] disponível para todos ... por um preço", Gilbert •Watson se irritou a ideia de vender algo tão fundamental como dados sobre o DNA humano. •Watson “explode” com a ideia de patentear genes sequenciados. “Praticamente qualquer macaco" poderia fazer o que o grupo de Venter estava fazendo, "Estou horrorizado", Watson disse ao Congresso. •Watson deixa NIH. Watson •Venter sugere sequenciar genes “interessantes” e anuncia ter desenvolvido outro método de sequenciamento •Também falou em patentear os genes; •Venter recebe proposta para testar sua estratégia, e também deixa NIH em 1991; Venter Corrida Mundial pelo Genoma Humano - Conflitos Projeto Genoma Humano 9
  10. 10. 1992 Francis Collins assume o NIH; Importância do projeto para salvar vidas com a cura de doenças genéticas; Construção de mapas mais sofisticados e diminuição do tempo para rastrear genes causadores de doenças mortais. Perdido na polêmica, no entanto, foi o fato de que encontrar um gene era muito longe de ter um tratamento, e muito menos a cura Em 1993 criou um novo e importante laboratório de sequenciamento, o Centro Sanger perto de Cambridge, com Sulston como sua cabeça. O custo muito alto e o financiamento apertado dos EUA preocupava Collins que temia a não conclusão do projeto ate 2005. “Temos hipotecado parte do nosso futuro." Corrida Mundial pelo Genoma Humano – Nova Perspectiva Projeto Genoma Humano 10
  11. 11. • 1996 - NIH sequencia o genoma de uma levedura (C. elegans) (Waterston e Sulston são os sequenciadores) segundo eles a tecnologia era bom o suficiente, o empecilho era o custo. • O Consócio pega pequenos pedaços de DNA cujas posições no cromossomo são conhecidas, quebra-os em pedaços, sequencia-nos aleatoriamente e por fim volta a montá-los. • Collins não se apressou. Seu objetivo era montar o “livro da vida” com a melhor qualidade possível. • 1995 - Venter surpreende a comunidade ao anunciar que tinha sequenciado completamente o genoma do Haemophilus influenzae, em 1,8 megabases. Usando o método de espingarda de sequenciamento, que o NIH tinha insistido que não funcionaria e não serviria para financiar. • Venter simplesmente triturada todo o genoma, depois usa um computador para montar as partes sequenciadas a partir de extremidades sobrepostas. Consórcio Público Celera Genomics Corrida Mundial pelo Genoma Humano Consórcio Público Vs. Celera Genimics Projeto Genoma Humano 11
  12. 12. • 1998 – Venter anuncia que uma máquina que sequenciaria automaticamente todo genoma em 3 anos com um custo de US $ 300 milhões. • Venter usaria a mesma técnica que usou com a Haemophilos, desta vez destruiria todo o genoma de 3 bilhões de bases em “zilhões” de fragmentos e usaria um dos supercomputadores mais rápido do mundo para sequenciar e montar. • Venter tinha mais de 300 máquinas de sequenciamento de Perkin-Elmer Corp. Venter • Os líderes do projeto público estava com raiva e incredulidade. Depois de terem passado anos preparando o terreno, poderia Venter realmente vencê-los até o fim e roubar a glória? • O plano de Venter deixaria o genoma cheio de buracos e impossível de remontar; • Collins acelerou o ritmo e anunciou que em 2001 teria o rascunho com 90 % do genoma. Em 2003 eles terminariam todo o sequenciamento. Tornar um rascunho público foi uma estratégia para evitar questões de patentes pela Celera e outras empresas. Collins Corrida Mundial pelo Genoma Humano – Venter lança o desafio Projeto Genoma Humano 12
  13. 13. Venter anuncia, em outubro 1999, que já sequenciou 1 bilhão de bases do genoma; NIH anuncia, em novembro de 1999, que havia completado 1 bilhão de bases; Em janeiro de 2000 Venter anuncia que já copilou 90% do genoma humano e que em Março completaria 2 bilhões de bases sequenciadas; O consórcio público acusava Venter de lançar dados do NIH no seu site Corrida Mundial pelo Genoma Humano – Duelos na imprensa Projeto Genoma Humano 13
  14. 14. Venter et al. Collins et al. Corrida Mundial pelo Genoma Humano – Rascunho Projeto Genoma Humano 14
  15. 15. Mapeamento do Genoma Representação do mapeamento genético no cromossomo humano Projeto Genoma Humano 15
  16. 16. Frederick Sanger 2 vezes premio Nobel Desenvolveu o Método de Sanger ou “Rescisão Didesoxy” Sequenciamento: Método Sanger Projeto Genoma Humano 16
  17. 17. • Cromossomo artificial bacteriano – BAC; • Clonar sequencias de DNA em células bacterianas; Sequenciamento Projeto Genoma Humano 17
  18. 18. Sequenciamento • Didesoxinucleotídeos s ão inibidores de terminação da cadeia de polimerase de ADN; • dNTP; • ddGTP; • ddATP; • ddTTP ; • ddCTP. Projeto Genoma Humano 18
  19. 19. DNA Polimerase em Ação Projeto Genoma Humano 19
  20. 20. Método “Shotgun” Hierárquico Método “Shotgun” Aleatório Projeto Genoma Humano 20
  21. 21. Sequenciamento Automatizado Projeto Genoma Humano 21
  22. 22. Sequenciamento Automatizado Projeto Genoma Humano 22
  23. 23. Desenvolvimento da Farmacogenômica;. Testes genéticos O Projeto Genoma proporcionou uma nova abordagem nas pesquisas biomédicas; Possível identificar as causas das doenças raras, como síndrome de Kabuki e Miller. Determinação de Fatores hereditários; Encontrar mutações Conquistas e Discussões Projeto Genoma Humano 23
  24. 24. Descoberta 1.800 genes de doenças genes suspeito por causar doenças hereditárias em questão de dias; Relação genoma/evolução humana; Criação de catálogo de variação genética, ou halotípos, no genoma humano. Ainda é preciso: Aperfeiçoar o genoma e fechar algumas lacunas; Identificar polimorfismos genéticos na população humana Identificar todos os elementos funcionais do genoma; Identificar como as proteínas funcionam em conjunto; Conquistas e Discussões Projeto Genoma Humano 24
  25. 25. Interpretação genômica e tratamento adequado a um paciente com histórico de câncer hereditário; Análise do numero ou estrutura dos cromossomos fetais afim de descobrir alguma anomalia; Estudo de amostras tumorais podem determinar o prognóstico e guiar a tomada de decisões terapêuticas; Algumas Aplicações da Genética e Genômica na Medicina Projeto Genoma Humano 25
  26. 26. Genoma e Medicina Transtor- nos de um único gene Transtornos Multifatoriais Transtor- nos Cromossô micos Três tipos de fatores genéticos causadores de doenças Projeto Genoma Humano 26
  27. 27. Aplicações na Medicina Terapia Gênica Testes Genéticos Farmacoge- nomica US$ 3 Bilhões - 2001 US$ 1 mil - 2013 Projeto Genoma Humano 27
  28. 28. • Teve início em 2006; • Criado para catalogar mutações genéticas causadoras do câncer; • Compreender como os erros no DNA afetam as células causando seu crescimento descontrolado; • Identificar as alterações no conjunto completo de cada câncer de DNA - seu genoma - irá lançar as bases para melhorar a prevenção do câncer, detecção precoce e tratamento. Projeto Genoma Humano 28
  29. 29. • Peito • Sistema Nervoso Central • Endócrino • Gastrointestinal • Ginecológico • Cabeça e Pescoço • Hematológicas • Pele • Tecidos Moles • Torácico • Urológico Projeto Genoma Humano Gêneros Estudados http://cancergenome.nih.gov/cancersselected 29
  30. 30. PGH - Brasil • O Projeto Genoma Humano do Câncer está em andamento graças a união da Fapesp, Instituto Ludwig, Unicamp, EPM e da Faculdade de Medicina da USP; • Brasil ganhou reconhecimento internacional ao sequenciar com êxito o genoma da praga Xylella fastidiosa praga da laranja. • O projeto da praga foi tão bem sucedido, que ganhou o reconhecimento internacional, sendo capa da revista britânica Nature e da Science (EUA.). Projeto Genoma Humano 30
  31. 31. 1) Privacidade de informação genética; 2) Segurança e eficácia na medicina genética; 3) Justiça no uso das informações genéticas •O projeto dedicou 10% do seu orçamento para a ELSI Program (Ethical, Legal and Social Implications of the Human Genome Project). Debates e Bioética Projeto Genoma Humano 31
  32. 32. Autonomia Privacidade QualidadeIgualdade Justiça Debates e Bioética Princípios básicos do Projeto Genoma Humano Projeto Genoma Humano 32
  33. 33. • Impossível clonar um humano (cópia exata). • Complexidade vem da combinação de genes/produçã o de proteínas • Influencias ambientais altera o funcionamento do organismo; • Genoma Humano tem cerca de 30.000 genes Nem todas as respostas estão no DNA Humanos 99,99% Idênticos Identificar as interaçõe s entre os genes Gene: Matéria- prima sem manual de instruções "A noção de que um gene é igual a uma doença ou que produz uma proteína-chave está voando janela afora", afirmou Craig Venter. Resultados Projeto Genoma Humano 33
  34. 34. A decifração do genoma respondeu a algumas questões. Mas, no processo, levantou outras ainda mais enigmáticas. Projeto Genoma Humano Autor Desconhecido Resultados 34
  35. 35. Onde encontro informações sobre o PGH? http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/ http://www.genome.gov http://cancergenome.nih.gov/ http://www.nature.com/> http://www.nih.gov http://energy.gov/ http://www.jcvi.org/cms/home/ Projeto Genoma Humano 35
  36. 36. "O Projeto Genoma Humano foi uma aventura incrível em nós mesmos, para entender o nosso próprio livro de instruções do DNA, a herança compartilhada de toda a humanidade“. Diretor do NHGRI Francis S. Collins, Projeto Genoma Humano 36
  37. 37. • NUSSUBAUM, Robert - Thompson & Thompson Genética Médica. Vol. 7 (2008), actual. 2008. [consult. 27 Jan. 2014]. Disponível na internet: <URL http://books.google.com.br/books?id=vjOET7ul_R0C&hl=pt-BR&source=gbs_navlinks_s> • TEIXEIRA, Sálvio de Figueiredo; VELLOSO, Carlos Mário da Silva - Direito e medicina. Vol. 1 (2000), actual. 2000. [consult. 27 Jan. 2014]. Disponível na internet: <URL http://books.google.com.br/books?id=izzd31Z7GWYC&dq> • LEVITOV, Alexander B.; DALLAS, Apostolos P.; SLONIM, Anthony D. - Bioquímica Ilustrada de Harper (Lange). Vol. 29 (2013), actual. 2013. [consult. 27 Jan. 2014]. Disponível na internet: <URL http://books.google.com.br/books?id=lM06AgAAQBAJ&dq> • TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Case - Microbiologia. Vol 10. [consult. 27 Jan. 2014]. Disponível na internet: <URL http://books.google.com.br/books?id=qJB74Coy-QMC&dq> Referencias Projeto Genoma Humano 37
  38. 38. • SOUZA, Valdomiro José de - Projeto Genoma Humano. Vol. 1 (2004) [consult. 20 Out. 2013]. Disponível na internet: <URL http://books.google.com.br/books?id=MM8DHOM9GJEC&dq> • PROJETO INTERNACIONAL HAPMAP – Projeto Internacional HapMap act. 2013. [consult. 25 Jan. 2014] Disponível na internet <URL http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/> • NATIONAL HUMAN GENOME RESEARCH INSTITUTE - Comunicação e Public Liaison Filial. Rockville Pike: act. 2014. [consult. 05 Out. 2013] Disponível na internet <URL http://www.genome.gov/> • THE CANCER GENOME ATLAS – National Cancer Institute. USA: act. 2014. [consult. 27 Jan. 2014] Disponível na internet <URL http://cancergenome.nih.gov/> Referencias Projeto Genoma Humano 38
  39. 39. • Núcleo Interinstitucional de Bioética - Goldim JR. Porto Alegre: act 2014 [consult. 07 Out. 2013] Disponível na internet <URL http://www.bioetica.ufrgs.br/> • PROGRAMA EDUCAR – Universidade de São Paulo. São Paulo: act. 2010. [consult. 22 Jan. 2014] Disponível na internet <URL http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2001/genoma/participantes.html> • RESERACH PORTFOLIO ONLINE REPORTING TOOLS - Department of Health and Human Services. USA: act. 2013. [consult. 28 Jan. 2013] Disponível na internet <URL http://report.nih.gov/> • SCIENCE - Associação Americana para o Avanço da Ciência. USA: act. 2014. [consult. 23 Out. 2013] Disponível na internet <URL http://www.sciencemag.org/> Referencias Projeto Genoma Humano 39
  40. 40. • NATURE - Nature Publishing Group. Reino Unido: act. 2014. [consult. 20 Out. 2013] Disponível na internet <URL http://www.nature.com/> • NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH - Department of Health and Human Services. USA: act.2014 [consult. 27 Jan. 2014] Disponível na internet <URL http://www.nih.gov/> • GENEBANK - Department of Health and Human Services. USA: act. 2013. [consult. 23 Jan. 2014] Disponível na internet <URL http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/> • GENOSCOPE – Centro Nacional de Sequenciamento. França: act. 2012 [consult. 20 Out. 2013] Disponível na internet <URL http://www.genoscope.cns.fr/spip/spip.php?lang=fr> Referencias Projeto Genoma Humano 40
  41. 41. Autor: Rafael Gonçalves Lima Licenciando em Ciências Biológicas Faculdade de Educação, Ciências e Letras da Região dos Inhamuns Tauá – Ceará Universidade Estadual do Ceará

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