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FONTES
IMPORTÂNCIA
ARMAS BIOLÓGICAS
FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO
BACTÉRIAS TRANSGÊNICAS
PRODUÇÃO DE VACINAS
BIORREMEDIAÇÃO
CURIOSIDADES
OUTRAS FONTES
IMPORTÂNCIA
DAS BACTÉRIAS
As
bactérias também têm sua importância no meio ambiente, assim como qualquer ser
vivo.
- Decomposição: atuam na reciclagem da matéria, devolvendo ao ambiente
moléculas e elementos químicos reutilizáveis por outros seres vivos.
- Fermentação: algumas bactérias são utilizadas nas indústrias para
produzir iogurte, queijo, etc (derivados do leite).
- Indústria farmacêutica: na fabricação de antibióticos e vitaminas
- Indústria química: na produção de metanol, etanol, etc;
- Genética: com a alteração de seu DNA, pode-se fazer produtos de
interesse dos seres humanos, como insulina.
- Fixação do Nitrogênio: retiram o nitrogenio do ar e o fixa no solo,
servindo de alimentação para as plantas.
Colónia de Streptococcus, uma das espécies patogénicas mais
freqüentes.
FONTE: http://contanatura.net/arquivo/Streptococcus%20pneumoniae.jpg
Os vários tipos de
bactérias podem ser prejudiciais ou úteis para o meio ambiente e para os seres
vivos. O papel das bactérias na saúde, como agentes infecciosos é bem
conhecido: o tétano, a febre tifóide, a pneumonia, a sífilis, a cólera e
tuberculose são apenas alguns exemplos. Nas plantas, as bactérias podem também
causar doenças. O modo de infecção inclui o contacto direto com material
infectado, pelo ar, comida, água e por insetos. A maior parte das infecções
pode ser tratada com antibióticos e as medidas anti-sépticas podem evitar
muitas infecções bacterianas, por exemplo, fervendo a água antes de tomar,
lavar alimentos frescos ou passar álcool numa ferida. A esterilização dos
instrumentos cirúrgicos ou dentários é feita para os livrar de qualquer agente
patogénico.
No entanto, muitas
bactérias são simbiontes do organismo humano e de outros animais como, por
exemplo, as que vivem no intestino ajudando na digestão e evitando a
proliferação de micróbios patogénicos.
No solo existem muitos
microorganismos que trabalham na transformação dos compostos de nitrogênio em
formas que possam ser utilizadas pelas plantas e muitos são bactérias que vivem
na rizosfera (a zona que inclui a superfície da raiz e o solo que a ela adere).
Algumas destas bactérias – as nitrobactérias - podem usar o nitrogénio do ar e
convertê-lo em compostos úteis para as plantas, um processo denominado fixação
do nitrogénio. A capacidade das bactérias para degradar uma grande variedade de
compostos orgânicos é muito importante e existem grupos especializados de
microorganismos que trabalham na mineralização de classes específicas de
compostos como, por exemplo, a decomposição da celulose, que é um dos mais
abundantes constituintes das plantas e difícil de degradar.
Existem ainda várias
espécies de bactérias usadas na preparação de comidas ou bebidas fermentadas,
incluindo queijos, pickles, molho de soja, sauerkraut (ou chucrute), vinagre, vinho
e iogurte. Com técnicas da biotecnologia foram já “criadas” bactérias capazes
de produzir drogas terapêuticas, como a insulina e para a biodegradação de
lixos tóxicos, incluindo derrames de hidrocarbonetos.
Resumindo: para produção de antibióticos.
BACTÉRIAS COMO ARMAS BIOLÓGICAS
FONTE:
http://www.niles-hs.k12.il.us/DAVMAL/sswebs/m11/dinhad17/images/gasmask.jpg
Aqui estão citadas algumas bactérias que poderiam ser
usadas como armas biológicas.
Doença
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Transmissão
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Sintomas
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Tratamento
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Prevenção
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Antrax - Doença causada pelo Bacillus
anthracis. A inalação de esporos costuma ser fatal.
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Por
inalação, ingestão de alimentos contaminados ou contato dos esporos com a
pele.
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Quando
a bactéria é inalada, problemas respiratórios surgem depois de 7 dias de
incubação.
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Antibióticos,
como o ciprofloxacino. Quanto mais tardio o tratamento, menores as chances
de cura.
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Existe
uma vacina eficaz, mas de uso restrito a militares.
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Varíola - o vírus Poxvirus variolae,
que provoca erupções no corpo, foi erradicada em 1977. Boa parte das
pessoas não estão imunizadas.
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Por meio de gotas de
saliva de pessoas contaminadas.
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Febre,
fadiga e dores, seguidas de erupções cutâneas.
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O vírus
não reage a nenhum remédio.
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Existe
uma vacina eficaz.
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Botulismo - colapso muscular causado pela
toxina liberada pela bactéria Clostridium botulinum.
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Ingestão
de água ou comida contaminadas pela bactéria.
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Visão
em dobro, fraqueza e boca seca, que podem evoluir para uma letal paralisia
dos pulmões.
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A
doença regride com remédios chamados antitoxinas.
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Existe
uma vacina eficaz.
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Peste
bubônica -
causada pela bactéria Yersinia pestis, que é encontrada em roedores
e pulgas que picaram esses animais.
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Além
das picadas de pulgas contaminadas.
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Febre
alta, dor de cabeça e fraqueza. Mata 50% das pessoas não-tratadas.
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Antibióticos
devem ser ministrados até 24 horas depois dos primeiros sintomas.
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A
vacina existente não funcionaria no caso de ataque terrorista.
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Tularemia - doença rara, mas contagiosa,
provocada pela bactéria Francisella tularensis. Mata 5 em cada 1.000
vítimas.
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Contato
do homem com roedores ou mosquitos contaminados.
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Vômitos,
febre e pneumonia. Se não for tratada, pode matar em duas semanas.
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Antibióticos
como a estreptomicina e a gentamicina.
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Os
resultados de uma vacina experimental estão sendo avaliados.
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Febres
virais hemorrágicas - grupo de doenças virais, podem ser severas e letais, como a febre
amarela e o Ebola.
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Os
vírus se hospedam em insetos e animais, mas são transmitidos pelo contato
com o fluido de pessoas doentes.
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Febres,
fadiga, dores e até hemorragias internas nos casos mais severos.
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Não
reagem a antibióticos.
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Só
existem vacinas para febre amarela e a febre hemorrágica argentina.
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Brucelose - causada pelas bactérias do
gênero Brucella, raramente é fatal nos homens, provoca lesões no
fígado e no baço.
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Contato
com animais doentes ou ingestão de carne e leite contaminados.
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Febre
contínua, mal-estar e dor de cabeça.
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Coquetel
de antibióticos, entre os quais a doxiciclina e rifampina.
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Vacinação
de bois, porcos e cabras.
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Cólera - causada por um bacilo, o Vibrio
cholerae, provoca diarréia e desidratação.
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Por
meio de água contaminada ou ingestão de alimentos lavados com água
contaminada.
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Febre e
diarréia surgem até cinco dias após o contágio. Sem tratamento, pode ser
fatal.
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Antibióticos,
como a tetraciclina, associados a reidratação do organismo.
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A
vacina dá proteção parcial. A
prevenção também é feita com
antibióticos.
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FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO
A
fixação biológica de azoto (FBA) é um
processo natural essencial. Plantas e
animais obtêm azoto, em última análise, de
organismos fixadores de azoto ou de
fertilizantes de azoto. O azoto disponível no solo, proveniente
da decomposição
de plantas e animais, é, na grande maioria das
situações, insuficiente para uma
agricultura intensiva. Esta é a motivação mais
forte para se procurar
compreender o funcionamento da FBA. Será então
possível aplicar estes
conhecimentos para benefício não só do setor
agrícola em todo o mundo, como
também para reflorestação. Não esquecer a
projetada duplicação da população
mundial nos próximos 50 anos, que vai sem dúvida aumentar
a pressão sobre o
sector alimentar, o ambiente e a demanda de azoto.
Por
outro lado, os mecanismos de sinalização e comunicação a nível celular observados
na interacção simbiótica que possibilita a FBA não são um fenômeno único, pelo
contrário, existe comunicação a nível celular numa grande variedade de
interacções biológicas, e com tal interessa compreender os seus mecanismos.
A fixação de azoto tem lugar através de processos
biológicos e não-biológicos. Os sistemas biológicos fixam à volta de 100 a 170
milhões de toneladas anualmente, sendo este um valor que se manteve
relativamente constante no último século. Quanto à fixação industrial de azoto,
através do processo de Haber, que é extremamente ineficiente em termos
energéticos, no ano de 2002 a produção anual foi cerca de 80 milhões de
toneladas. A fixação não biológica de azoto em virtude da energia fornecida
pelos relâmpagos corresponde a um valor comparativamente insignificante de
cerca de 10 milhões de toneladas por ano de azoto, valor este que se admite não
ter variado significativamente ao longo dos tempos.
O
crescimento dos seres vivos está dependente de nutrientes minerais, e nenhum
deles é mais importante que o N. O planeta é rico neste elemento – 79% da
composição do ar é azoto molecular (N2). Contudo o azoto atmosférico
encontra-se numa forma indisponível, dado que a ligação tripla entre os 2
átomos de azoto assegura a esta molécula uma enorme estabilidade. Apenas um
pequeno grupo de seres procariontes é capaz de levar a cabo a “fixação” do
azoto, convertendo-o numa forma passível de ser assimilada biologicamente (NH4+,NO3-)
Exemplos de bactérias fixadoras de azoto
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De vida livre
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Em simbiose com plantas
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Aeróbicas
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Anaeróbicas
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Com leguminosas
(ex:trevo, feijão)
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Com outras plantas
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Azotobacter
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Clostridium (algumas)
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Beijerinckia
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Desulfovibrio
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Klebsiella (algumas)
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Bactérias sulfurosas
purpúreas*
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Rhizobium
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Frankia Azospirillum
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Cyanobacteria* (algumas)
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Bactérias não-sulfurosas
purpúreas*
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Bactérias sulfurosas
verdes*
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*bactéria
fotossintética
Curiosidade:
As
nitrogenases apresentam um grau de conservação notável em todas as bactérias
fixadoras-de-azoto. As ferro-proteínas e as molibdénio-ferro proteínas têm sido
isoladas a partir de muitas destas bactérias, e já foi demonstrado que a
fixação de azoto pode ocorrer em laboratório na ausência de um ambiente
celular, mesmo misturando proteínas de organismos diferentes, inclusive para
espécies filogeneticamente distantes.
Um exemplo:
Dentro
do grupo Rhizobium encontra-se a espécie Sinorhizobium meliloti.
Esta espécie, anteriormente conhecida como Rhizobium meliloti é uma
bactéria do solo capaz de induzir a formação de nódulos fixadores de azoto em
plantas leguminosas de géneros Medicago (eg M. sativa, M.
truncatula), Meliloti, e Trigonella, entre outros. No
interior dos nódulos alojam-se as bactérias que após diferenciação para o
estado de bacteróides, dão início à fixação biológica de azoto (ie
redução de N2 a NH3) em proveito da planta.
À esquerda observam-se nódulos nas
raízes de Medicago sativa (alfalfa) inoculada com S. meliloti
2011. À direita vêem-se plantas leguminosas a crescer em meio pobre em azoto,
na presença (plantas à esquerda) e na ausência (à direita) de Rhizobium.
FONTE: http://www.e-escola.pt/mgallery/default.asp?obj=3182
Medicago sativa - (na
vertical), com pêlos radiculares (na horizontal). Observa-se um pêlo radicular
com a ponta encurvada, e com veia de infecção formada. À direita observa-se uma
imagem de microscopia de fluorescência da mesma zona. As bactérias estão a
superexpressar GFP (Green Fluorescent Protein). Note-se a formação de uma
microcolónia na ponta encurvada do pêlo radicular e a veia de infecção em
direcção à raiz.
FONTE: http://www.e-escola.pt/mgallery/default.asp?obj=3183
O
genoma de S. meliloti encontra-se anotado e foi tornado público em
2001, (Galibert F. et al, Science, 2001) sendo constituído por um cromossoma e
dois megaplasmídeos, Os três replicões contribuem em grau variável e apenas
parcialmente conhecido para o estabelecimento da simbiose.
O
cromossoma de S. meliloti é característico de uma bactéria
heterotrófica e aeróbia. O megaplasmídeo B aumenta significativamente o leque
de capacidades metabólicas, permitindo a esta bactéria metabolizar uma grande
variedade de pequenos compostos que se encontram normalmente disponíveis no
solo ou na rizosfera de uma planta; e por outro lado permite um elevado
potencial de colonização a estes micróbios, ao codificar para diversos
exopolissacáridos. O megaplasmídeo A contribui para a capacidade de indução de
nodulação, para a aptidão que esta bactéria demonstra na adaptação ao ambiente
praticamente anaeróbio no interior do nódulo, e para metabolizar compostos de
azoto em diversas formas, nomeadamente como azoto molecular (N2).
BACTÉRIAS TRANSGÊNICAS
As
bactérias estão sendo muito utilizadas em experimentos biotecnológicos. Através
de estudos em Biologia Molécula já foi possível criar bactérias produtoras de
insulina, por exemplo. Neste caso, essas bactérias são conhecidas como OGMs
(Organismos Geneticamente Modificados) ou seres transgênicos.
Os
transgênicos
resultam de experimentos da engenharia genética nos quais o material genético é
movido de um organismo a outro, visando a obtenção de características
específicas. O organismo transgênico apresenta características impossíveis de
serem obtidas por técnicas de cruzamento tradicionais. Por exemplo, genes
produtores de insulina humana podem ser transfectados em bactérias Escherichia
coli. Essa bactéria passa a produzir grandes quantidades de insulina humana
que pode ser utilizada com fins medicinais.
Entre as
mais importantes descobertas desses últimos anos, essa tem extrema importância
para milhões de pessoas em todo o mundo portadoras de Diabetes mellitus e que
dependem da insulina para estabilizar o nível de glicose no sangue. A primeira
aplicação comercial da biotecnologia ocorreu em 1982, quando a empresa
Genentech produziu insulina humana para o tratamento da diabetes. Para fornecer
insulina em quantidades necessárias, o gene que produz a insulina humana foi
isolado e transferido para a bactéria Escherichia coli. As bactérias se
multiplicam e crescem em tanque de fermentação, produzindo a proteína insulina
que, a partir daí, é isolada e purificada. Um novo produto, resultado de
recentes pesquisas biotecnológicas, é a Insulina Lispro, produzida e
comercializada pelo laboratório Eli Lilly com o nome de Humalog. Dentre outros
exemplos de produtos obtidos pela biotecnologia pode-se citar o
interferon-alfa-2b e interferon-beta, o fator anti-hemofílico empregados no
tratamento da leucemia, da esclerose múltipla e hemofilia A, respectivamente, e
o hormônio de crescimento humano (somatotropina). No caso da doença de Chagas,
a Fiocruz (Instituto Oswaldo Cruz) desenvolveu um kit para diagnóstico, obtido
a partir da transformação genética de bactérias contendo genes de Trypanosoma
cruzi, as quais passaram a expressar antígenos desse parasita; as proteínas
recombinantes são utilizadas no imunodiagnóstico da doença.
PRODUÇÃO DE VACINAS
Em 1986, foi obtida a primeira vacina humana
geneticamente engenheirada (Recombivax HB de Chiron) e aprovada para prevenção
de hepatite B. A vacina de DNA é a mais recente forma de apresentação que veio
revolucionar o campo de vacinas, representando um novo caminho para a
administração de antígenos. O processo envolve a introdução direta do DNA
plasmidial, que possui o gene codificador da proteína antigênica, e será
expressa no interior das células. Este tipo de vacinação apresenta uma grande
vantagem, pois fornece para o organismo hospedeiro a informação genética
necessária para que ele fabrique o antígeno com todas as suas características
importantes para geração de uma resposta imune. Isto sem os efeitos colaterais
que podem ser gerados quando são introduzidos patógenos, ou os problemas
proporcionados pela produção das vacinas de subunidades em microrganismos. As
vacinas de DNA, em teoria, representam uma metodologia que se aproxima da
infecção natural, alcançando a indução da proteção desejada.
BIORREMEDIAÇÃO
A descontaminação de locais já sujeitos à
contaminação pode ser obtida por técnicas de biorremediação e restauração.
Tecnologias avançadas tais como o uso de sistemas biológicos de tratamento para
reduzir ou destruir resíduos perigosos são vistas como uma opção para a
tecnologia de descontaminação. Um dos campos mais promissores da biotecnologia,
que visa o emprego dos microrganismos, direciona-se para locais contaminados
devido ao uso de agroquímicos e/ou ainda metais pesados. Uma vez que
microrganismos presentes em solos são capazes de degradar e mineralizar
pesticidas, pode-se desenvolver a remediação biológica de solos contaminados,
empregando-se microrganismos selecionados. Essa técnica tem como finalidade
inocular o solo com microrganismos com capacidade de metabolizar os resíduos
tóxicos presentes no ambiente e transformá-los em produtos menos tóxicos.
CURIOSIDADES
- Em termos de evolução, as bactérias parecem ser dos
organismos mais antigos, com registos fósseis de há 3,7 biliões de anos.
- Segundo a Teoria da Endossimbiose, duas organelas
celulares: as mitocôndrias e os cloroplastos teriam derivado de uma bactéria
endosimbionte, provavelmente autotrófica, antepassada das actuais
cianobactérias.
- Podem enquistar, ou seja, rodear-se de uma parede celular
especial que as protege e ficar em estado de vida latente até que as condições
ambientais voltem a ser favoráveis; nessa forma, elas podem viver na poeira da
nossa casa e ser transportadas por correntes de ar e, dessa maneira, infectar
um ser vivo que respire esse ar.
- O corpo humano contém normalmente bilhões de
microorganismos, quer na pele, debaixo das unhas, na boca, nariz, intestino e
noutras cavidades do nosso corpo; porém, elas são normalmente impedidas de
crescer nos olhos pelo líquido lacrimal.
OUTRAS FONTES
RELATÓRIO
BRITÂNICO CONDENA AS SEMENTES TRANSGÊNICAS
http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=./biotecnologia/index.html&conteudo=./biotecnologia/artigos/sementes.html
CERRADO ESTÁ
AMEAÇADO PELO ALGODÃO TRANSGÊNICO
http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=./biotecnologia/index.html&conteudo=./biotecnologia/artigos/cerrado.html
BIOGLOBALIZAÇÃO
DE PRAGAS: ESPÉCIES INVASORAS
http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=./biotecnologia/index.html&conteudo=./biotecnologia/artigos/pragas.html
ONDE ESTÁ A PROVA DE QUE OS ALIMENTOS
TRANSGÊNICOS SÃO, POR NATUREZA, INSEGUROS?
http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=./biotecnologia/index.html&conteudo=./biotecnologia/artigos/royal.html
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