BIOLOGIA

 

 

O que é Biologia 

A Biologia é a ciência que estuda a vida, ou seja, os animais, vegetais e todos os seres vivos de nosso planeta. Esta ciência é de extrema importância para o entendimento do funcionamento do nosso ecossistema. Cada vez mais o homem utiliza os conhecimentos de biologia para melhorar as relações que os seres vivos possuem na natureza.
 

Leia abaixo um histórico resumido dos avanços obtidos pelo homem na área da biologia:

350 a.C. - O filósofo grego Aristóteles faz a primeira classificação dos animais.
180 - O médico grego Galeno desenvolve um estudo sobre o sistema muscular do ser humano.
1242 - O árabe Ibn An Nafis desenvolve a idéia de que os ventrículos ficam isolados um do outro.
1316 - O biólogo  italiano Mondino de Luzzi  escreve o primeiro livro conhecido sobre anatomia do ser humano.
1543 - O biólogo belga André Vesálio escreve um importante estudo sobre a anatomia e publica o livro Sobre a Estrutura do Corpo Humano.
1653 - O naturalista sueco Olof Rudbeck descobre a existência e funcionamento dos vasos linfáticos.
1766 - O fisiologista suíço Albrecht von Haller cria a neurologia ao observar o funcionamento dos nervos e músculos do corpo humano.
1773 -  O biólogo dinamarquês Otto Friedrich Muller aprofunda o estudo sobre os micróbios.
1812 - Com seus estudos sobre animais extintos, o naturalista francês George Cuvier cria a Paleontologia.
1858 - Os biólogos ingleses, Charles Robert Darwin e Alfred Russel Wallace desenvolvem a Teoria da Evolução das Espécies.
1862 - O químico francês Louis Pasteur identifica germes e faz estudos sobre a relação dos micróbios com determinadas doenças.
1865 - O  austríaco Johann Gregor Mendel desenvolve estudos sobre genética, verificando a transmissão de características físicas de pai para filho.
1889 - O espanhol Santiago Ramón y Cajal  elabora a Teoria dos Neurônios.
1912 - O bioquímico polonês Casimir Funk realiza importantes estudos sobre as vitaminas.
1913 - O bioquímico norte-americano Elmer Cerner McCollum descobre as vitaminas A e B.
1921 - O médico canadense Frederick Grant Banting desenvolve estudos sobre a insulina e técnicas de purificação.
1928 - Por puro acaso, o bacteriologista escocês Alexander Fleming (1881-1955) descobre a penicilina, o primeiro antibiótico.
1952 - O bioquímico inglês Frederik Sanger descobre a  estrutura química da insulina.
1973 -  Os bioquímicos norte-americanos Stanley H. Cohen  e Herbert B.W. Boyer  fazem experiência na área de engenharia genética.
1975 - As endorfinas, substâncias inibidoras da dor, são descobertas.
1980 - Pesquisadores norte-americanos descobrem e identificam o vírus da AIDS.
1997 - O embriologista escocês Ian Wilmut cria, em laboratório, o primeiro clone de um mamífero adulto: a ovelha Dolly. 

Áreas da Biologia :

- Anatomia
- Botânica
- Ecologia
- Genética
- Origem da Vida
- Embriologia
- Zoologia (estudo dos animais)
- Bioquímica
- Biologia Celular
- Classificação dos seres vivos
- Ecossistema
- Cadeia Alimentar

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O que é Genética

A Genética é o ramo da biologia que estuda a transferência das características físicas e biológicas de geração para geração. Muitas cientistas acreditam que a explicação para inúmeros problemas genéticos se encontra nos genes.  

A hereditariedade é a herança genética que recebemos de nossos antepassados, seja ela, características físicas ou, até mesmo, doenças. Daí a explicação de filhos se parecerem com o pai, com a mãe, avô, avó, tio, tia e até parentes mais distantes. 

Uma outra forma de se observar a hereditariedade, é através do cruzamento de um rato branco de pêlo liso com um rato preto de pêlo eriçado. Os filhotes deste cruzamento certamente nascerão pretos e com pêlos eriçados, pelo fato dos genes do rato preto serem mais fortes; contudo, quando estes filhotes atingirem a idade adulta, poderão ter crias de pêlo branco e liso. Isso se deve a mistura de genes que eles possuem. 

Atualmente há muitas pesquisas sobre o código genético. Os cientistas acreditam que graças a estes estudos, futuramente será possível eliminar as doenças de origem genética que atingem inúmeras pessoas em todo o mundo. Entre as principais doenças de origem genética, podemos citar : síndrome de down, talassemia, albinismo, daltonismo, doença de Alzheimer, epilepsia, hemofilia A e B, leucemia etc. 

O que é o genoma humano

Podemos dizer que genoma é o código genético do ser humano, ou seja, o conjunto dos genes humanos. No material genético podemos encontrar todas as informações para o desenvolvimento e funcionamento do organismo do ser humano. Este código genético está presente em cada uma das nossas células. O genoma humano apresenta-se por 23 pares de cromossomos que contem interiormente os genes. Todas as informações são codificadas pelo DNA, o ácido desoxirribonucléico. Este ácido, que tem um formato de dupla hélice, (veja figura do DNA acima) é formado por quatro bases que se juntam  aos pares: adenina com timina e citosina com guanima.

A utilidade do genoma humano

Através do mapeamento genético do genoma humano será possível, muito em breve, descobrir a causa de muitas doenças.  Muitos remédios e vacinas poderão ser desenvolvidos a partir das informações obtidas pelas pesquisas genéticas. Descobrindo a causa de várias doenças, o ser humano poderá adotar medidas de prevenção.

Através de pesquisas genéticas e exames, já é possível detectar se um ser humano tem predisposição para sofrer de certas doenças ou se um embrião herdou doenças graves. Em breve, quando forem descobertas as funções de todos os genes humanos, outros benefícios virão.

O Projeto Genoma

O geneticista Craig Venture, dono da empresa de pesquisas genética Ventura, completou em 2000 o sequenciamento genético de todos os genes humanos. Foram identificadas todas as bases (moléculas químicas que formam o DNA ).
Paralelamente o Projeto Genoma, que teve a participação de várias instituições de pesquisa do mundo todo, também concluiu o mapeamento genético.

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A partir do entendimento do que é o DNA e de quais podem ser os seus usos, uma pessoa pode acompanhar as mais modernas descobertas e os seus mais modernos usos, como é o Projeto Genoma. Pode também saber que é possível determinar a paternidade de uma criança pela amostra de uma gota de sangue de onde se extrai o DNA de pai e filho. Como o DNA é a linguagem da vida humana, vale a pena acompanhar o assunto".

As matérias vivas contêm quatro tipos básicos de substância orgânica: proteínas, glicídios, lipídios e ácidos nucléicos.

Todas as formas de vida possuem os chamados ácidos nucléicos. Esses ácidos têm esse nome por terem sido descobertos em primeiro lugar no núcleo das células. , os ácidos nucléicos são as maiores e as mais importantes moléculas orgânicas. Essas moléculas se encontram presentes em todas as formas de vida, desde vírus até mamíferos, e não são uma particularidade dos seres humanos.

Há dois tipos identificados de ácidos nucléicos, que são:

  • O DNA (que significa, em inglês, DesoxirriboNucleic Acid, ou ácido desoxirribonucléico). Ele tem esse nome porque o açúcar que o forma é a desoxirribose.
     

  • E o RNA (que significa, em inglês, RiboNucleic Acid, ou ácido ribonucléico). O nome vem do açúcar que o compõe, que é a ribose.

Depois de terem desvendado boa parte dos mistérios e do mecanismo desses ácidos, em particular o DNA, os cientistas puderam então começar a entender o funcionamento da vida e da perpetuação das espécies. A corrida às pesquisas começou a atrair a curiosidade da população leiga quando foi dada a informação de que, a partir do DNA, era possível se fazer inclusive investigação de paternidade.


 

O que é o DNA

Para se ter uma idéia ou uma imagem do DNA, basta pensar em duas fitas paralelas em forma de serpentina, ou helicoidais (de dupla hélice). Essas fitas são formadas de filamentos, já que as moléculas do DNA têm a forma filamentosa. São filamentos paralelos devido à ponte, chamada ponte de hidrogênio, que liga uma cadeia de filamentos à outra.
 


O DNA é então formado por uma base hidrogenada e pelos nucleotídeos, que são a guanina, a citosina, a adenosina e a timina.

Se tentarmos localizar o DNA, veremos, como diz Richard Dawkins, que nosso DNA mora dentro de nosso corpo, e não se concentra em uma parte específica do corpo, mas é distribuído entre as células. Curiosamente, existem, diz Dawkins, cerca de um milhão de bilhões de células constituindo um corpo humano médio e, com algumas exceções, cada uma dessas células contém uma cópia completa do DNA daquele corpo.

O DNA é, dos ácidos nucléicos, o que instiga mais a curiosidade, pelas suas características e pelas suas várias funções.

Função do DNA

Uma vez que estamos falando em ácidos nucléicos, portanto, ácidos encontrados nos núcleos das células, convém saber que o núcleo representa justamente a central de informações de uma célula. É como se fosse uma torre de controle, de onde são distribuídas as informações para que cada célula execute sua tarefa.

Dawkins explica que as moléculas de DNA fazem duas coisas importantes. Em primeiro lugar, elas se replicam, o que significa que elas fazem cópias de si mesmas. Isso é facilmente compreendido se imaginarmos um homem adulto, com um milhão de bilhões de células, que começou, em sua versão original, com uma única célula. Esta única célula se dividiu em dois e, por meio de sucessivas divisões, chegou a 4, a 8, a 16, a 32 e assim por diante, até chegar ao homem adulto. Pode-se dizer que a função de replicar do DNA é como se fosse a função de uma fábrica modelo, com qualidade cem por cento, onde os planos do DNA são copiados com fidelidade, praticamente sem erros, segundo Dawkins.

De acordo com esses planos do DNA, para que um corpo seja ‘construído’, não basta que ele se duplique. É preciso que alguma coisa mais aconteça. Assim, o DNA faz uma supervisão indireta da fabricação de um tipo diferente de molécula, que é a proteína.

Dawkins lembra que fazer proteínas talvez pareça estar muito longe da fabricação de um corpo, mas, diz ele, esta é a primeira pequena etapa nesta direção, uma vez que as proteínas constituem grande parte da estrutura de um corpo e, além disso, controlam os processos químicos dentro da célula, ligando-os e desligando-os no momento e no lugar certo. E essa movimentação toda dentro das células é que leva uma primeira célula a vir a formar um bebê e, mais tarde, um corpo adulto.

Usos e Descobertas sobre o DNA

A partir das pesquisas sobre o DNA e suas funções, os cientistas podem hoje manipular os genes diretamente, sob formas cada vez mais sofisticadas. É possível, por exemplo, extrair o DNA de uma célula, fragmentar esse DNA, separar as partes contendo alguns genes específicos e introduzir esses genes em outro organismo vivo, segundo Amabis. É o que faz a Engenharia Genética, identificando um gene, isolando-o e multiplicando-o a partir de diversos organismos vivos.

De uma gota de sangue, de um fio de cabelo ou de um osso se pode extrair o DNA.

A identificação genética de um animal, por exemplo, pode ser feita hoje a partir de um simples segmento de DNA encontrado em um osso. Esse segmento, de acordo com o relato de Amabis, pode ser mil vezes multiplicado até se produzir uma quantidade de DNA que seja suficiente para a identificação.

Por outro lado, uma espécie pode receber genes de um ser vivo de outra espécie – isso vem sendo feito há muito tempo com plantas – e, assim, essa espécie é instruída a produzir substâncias novas, a partir do gene recebido.

Os estudos do DNA já levaram a Engenharia Genética à técnica da clonagem, inclusive em bactérias e vírus.

Modernamente, o que mais vem chamando a atenção do mundo é o Projeto Genoma. Este é um projeto internacional, em que cientistas de várias partes do mundo juntaram esforços e intercambiaram pesquisas com o objetivo de traçar o ‘mapa’ do organismo humano. O esperado é que se possa detectar, através da decifração dos códigos do DNA, todas as possíveis doenças que o homem possa ter e como mudar a orientação daquele organismo, eliminando-as.

Outro uso do DNA, amplamente difundido, é em várias questões da Medicina Legal.

O DNA na Medicina Legal

A justiça de Salomão


Conta a lenda bíblica que duas mulheres reclamavam a posse de uma criança e o rei Salomão, um homem justo e sábio, diante do impasse, disse às duas mulheres que mandaria cortar a criança ao meio e daria a cada uma delas uma parte. Assim que proferiu a sentença, uma das mulheres gritou e implorou para que ele não fizesse isso, e que desse a criança à outra mulher que dizia ser a mãe. Salomão, vendo o gesto da mulher, mandou que a criança fosse entregue a ela, pois somente uma mãe poderia ter semelhante atitude. Hoje, felizmente, decisões judiciais não são baseadas mais apenas na intuição salomônica, mas também nos testes de laboratório que devem ser, conforme o caso, custeados pelo Estado. Há vários usos combinados do DNA nas questões que envolvem paternidade, crimes, violências sexuais, por exemplo.

Segundo o laboratório Diagenix, o exame de paternidade é um dos recursos mais utilizados pela Justiça hoje, a partir de técnicas que empregam o exame do DNA. Isso pode ser feito em situações tais como:

 

  • bebê ainda está dentro do útero (retira-se um pouco do líquido amniótico para teste).
     

  • O bebê já nascido, do qual se pode tirar uma amostra da placenta ou uma amostra de sangue se o exame for realizado tempos depois do parto.
     

  • O pai é vivo (em ambos os casos acima) – nesse caso, retira-se uma amostra de sangue e faz-se a comparação do resultado com resultado obtido do bebê.
     

  • O pai é falecido – nesse caso, pode-se extrair uma amostra do DNA a partir da medula de um osso longo, como o fêmur, ou um fio de cabelo, fazendo-se também a comparação.

Uma ressalva, segundo esse laboratório, é a de que o exame a partir de unhas ou cabelos não é tão confiável, pois são tecidos desvitalizados. Mesmo assim, as margens de acerto nos exames de DNA são de praticamente 100%.

Para se confirmar a inocência ou a culpa de um acusado de crime ou de violência sexual, desde que tendo meios de comparação entre o material encontrado na vítima e o material encontrado em um suspeito, exames de DNA também são realizados com margem de acerto de 100% ou próxima disto.

 

ENTENDA O EXAME DE  DNA E O TESTE DE PATERNIDADE 

Além de ser responsável por definir nossas características físicas, o DNA também serve como uma “impressão digital” – com ele, é possível dizer quem somos, no caso de necessidade de identificação, e de onde viemos, para tirar dúvidas sobre paternidade, por exemplo.

Na realidade, os cientistas ainda não terminaram o mapeamento completo do DNA humano, definindo que parte codifica cada característica. Mas já é possível determinar semelhanças e diferenças apresentadas no código genético de cada pessoa – apenas 1% do DNA varia de um indivíduo para o outro.

 

Para os testes de paternidade, o DNA, que fica dentro do núcleo de todas as células do corpo humano, é geralmente obtido por meio de amostras de sangue do filho, da mãe e do possível pai – o exame também serve para identificar uma dúvida sobre “maternidade”.

Com o sangue, você consegue uma quantidade maior de DNA. Às vezes, você nem precisa tirar da veia: o sangue pode ser retirado da ponta do dedo, com aquela “canetinha” usada para exames de diabetes. Uma boa alternativa é a saliva, o qual é usado para análise no e-DNA.

Os trechos usados nesses exames não são genes, ou seja, não trazem a “receita” para a produção de qualquer proteína ou característica física do corpo – esses pedaços podem servir apenas para questões estruturais da própria molécula de DNA, por exemplo. Cintia diz que isso acontece, entre outras razões, por questões éticas.

– Quando alguém vem fazer o teste, ele quer responder a uma pergunta: confirmar se aquela pessoa é, ou não, o pai. Ele não veio fazer prognóstico de doença. Se o exame der uma resposta para alguma doença, gera uma dúvida sobre se é ético ou não transmitir essa informação.

Procedimento
Os técnicos, então, usam substâncias capazes de romper as membranas das células, para coletar o material genético presente nelas. Depois, o DNA passa por um processo de “amplificação”, para aumentar a quantidade presente nas amostras. Para fazer o teste, são analisados entre 13 e 19 trechos do DNA que variam bastante de pessoa para pessoa.

As longas cadeias de DNA são formadas por pequenos “tijolinhos”, chamados nucleotídeos, que são formados por fosfato, açúcar e bases nitrogenadas de quatro tipos: A (adenina), T (timina), G (guanina) e C (citosina). A ordem em que essas bases aparecem é que determina que tipo de informação está contida no código genético. Uma mesma sequência pode se repetir várias vezes em um trecho do DNA – é nessas repetições que os responsáveis pelo exame ficam de olho.

Eles procuram quantas vezes uma certa sequência se repete em cada trecho. É feita, então, uma comparação entre a quantidade de repetições que aparecem em cada pedaço do DNA do filho e do suposto pai.

É levado em conta também o número de vezes que essa “coincidência genética” acontece, em média, no restante da população. Isso tudo vai gerar um cálculo estatístico sobre a probabilidade de o indivíduo ser, ou não, “pai da criança”.

Quase 100%
Como a conta envolve probabilidades, o exame nunca dá 100% de certeza sobre a paternidade, mas chega perto, com índices como 99,999% de a paternidade ser confirmada. No caso negativo, em que não há ligação genética entre duas pessoas, é possível dizer que não há qualquer possibilidade de os indivíduos serem pai e filho.

O mesmo sistema é usado para identificar vítimas de acidentes em que os corpos ficam irreconhecíveis. Nesses casos, as famílias são convidadas para coleta de material genético para a análise.

 

O exame de DNA podeser feito durante a gravidez, porém, é  somente recomendado se for em caso de extrema necessidade. Essa explicação se dá pois todos os métodos de coleta de material fetal são invasivos oferecendo risco de aborto de até 1%, dependendo das circunstâncias envolvidas.

 

A coleta de material biológico do feto (coletas: ‘viro-corial’ entre a 9ª e 14ª semana; ‘amniocentese’ entre a 15ª e a 20ª  semana; ‘cordocentese’ após a 20ª semana de gestação) deverá ser realizada em clínicas especializadas, por ginecologista com auxilio de ultrassonografista, com consentimento das partes e, claro, entendimento dos riscos possíveis. O e-DNA, no entanto, recomenda que o exame de DNA seja realizado após o nascimento da criança, utilizando métodos menos invasivos e de coleta mais fácil

Teonide Maria

Bióloga CRbio-92.451/05-P

 

O que é clonagem 

Podemos definir a clonagem como um método científico artificial de reprodução que utiliza células somáticas (aquelas que formam  órgãos, pele e ossos ) no lugar do óvulo e do espermatozóide. Vale lembrar que é um método artificial, pois, como sabemos, na natureza, os seres vivos se reproduzem através de células sexuais e não por células somáticas. As exceções deste tipo de reprodução são os vírus, as bactérias e diversos seres unicelulares.

A primeira experiência com clonagem de animais ocorreu no ano de 1996, na Escócia, no Instituto de Embriologia Roslin. O embriologista responsável foi o doutor Ian Wilmut. Ele conseguiu clonar uma ovelha, batizada de Dolly. Após esta experiência, vários animais foram clonados, como por exemplo, bois, cavalos, ratos e porcos. 

Clonagem de seres humanos 

Embora as técnicas de clonagem terem avançado nos últimos anos, a clonagem de seres humanos ainda está muito longe de acontecer. Além de alguns limites científicos, a questão ética e religiosa tem se tornado um anteparo para estas pesquisas com seres humanos. De um lado, as religiões, principalmente cristãs, colocam-se radicalmente contra qualquer experiência neste sentido. Por outro lado, governos de vários países proíbem por considerar um desrespeito a ética do ser humano.

A técnica da clonagem 

A clonagem ainda não foi entendida por completo pelos médicos e cientista, no que se refere aos conhecimentos teóricos. Na teoria seria impossível fazer células somáticas atuarem como sexuais, pois nas somáticas quase todos os genes estão desligados. Mas, a ovelha Dolly, foi gerada de células somáticas mamárias retiradas de um animal adulto. A parte nuclear das células, onde encontramos genes,  foram armazenadas. Na fase seguinte, os núcleos das células somáticas foram introduzidos dentro dos óvulos de uma outra ovelha, de onde haviam sido retirados os núcleos. Desta forma, formaram-se células artificiais. Através de um choque elétrico, as células foram estimuladas, após um estado em que ficaram "dormindo".  Os genes passaram a agir novamente e formaram novos embriões, que introduzidos no útero de uma ovelha acabou por gerar a ovelha Dolly.

A ovelha Dolly morreu alguns anos depois da experiência e apresentou características de envelhecimento precoce. O telômero (parte do cromossomo responsável pela divisão celular) pode ter sido a causa do envelhecimento precoce do animal. Por isso, o telômero tem sido alvo de pesquisas no mundo científico. Os dados estão sendo até hoje analisados, com o objetivo de se identificar os problemas ocorridos no processo de clonagem.
A embriologia e a engenharia genética tem feito pesquisas também com células-tronco e na produção de órgãos animais através de métodos parecidos com a clonagem.

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Introdução 

No decorrer deste último século os cientistas descobriram várias pistas que os levaram a algumas comprovações sobre a teoria da evolução. 

A teoria da evolução 

Sabe-se que a princípio, não existiam seres vivos possuidores de coluna vertebral. Antes do surgimento dos primeiros vertebrados milhões de anos se passaram na história da evolução. Os primeiros a aparecer tinham a forma de peixe, e somente milhões de anos após é que os primeiros anfíbios passaram a existir, e depois vieram os répteis, pássaros e mamíferos. 

Para a ocorrência de todo esse processo, ocorreram inúmeras explicações, contudo, a mais conhecida foi desenvolvida por Darwin (teoria evolucionista). Ele se fez notar quando observou que não existem duas plantas ou dois animais exatamente iguais.  

Observou-se que partes dessas diferenças são benéficas para a obtenção mais alimento, fato que permite uma melhor formação e um tempo de vida mais prolongado. Essas variações passaram de geração para geração e foram muito úteis para o desenvolvimento dos seres vivos. 

Após milhões de anos, a aparência de animais e plantas ficou bem diferente do que era. Aqueles que se desenvolveram melhor, foram os que tiveram a chance de se adaptar as inúmeras mudanças que ocorreram em nosso planeta.

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Introdução

A palavra vírus é originária do latim e significa toxina ou veneno. O vírus é um organismo biológico com grande capacidade de automultiplicação, utilizando para isso sua estrutura celular. É um agente capaz de causar doenças em animais e vegetais. 

Estrutura de um vírus

Ele é formado por um capsídeo de proteínas que envolve o ácido nucléico, que pode ser RNA (ácido ribonucléico) ou DNA (ácido desoxirribonucléico). Em alguns tipos de vírus, esta estrutura é envolvida por uma capa lipídica com diversos tipos de proteínas.

Vida

Um vírus sempre precisa de uma célula para poder replicar seu material genético, produzindo cópias da matriz. Portanto, ele possui uma grande capacidade de destruir uma célula, pois utiliza toda a estrutura da mesma para seu processo de reprodução. Podem infectar células eucarióticas (de animais, fungos, vegetais) e procarióticas (de bactérias). 

Classificação

A classificação dos vírus ocorre de acordo com o tipo de ácido nucléico que possuem, as características do sistema que os envolvem e os tipos de células que infectam. De acordo com este sistema de classificação, existem aproximadamente, trinta grupos de vírus.

Ciclo Reprodutivo

São quatro as fases do ciclo de vida de um vírus: 

1. Entrada do vírus na célula: ocorre a absorção e fixação do vírus na superfície celular e logo em seguida a penetração através da membrana celular.
2. Eclipse: um tempo depois da penetração, o vírus fica adormecido e não mostra sinais de sua presença ou atividade.
3. Multiplicação: ocorre a replicação do ácido nucléico e as sínteses das proteínas do capsídeo. Os ácidos nucléicos e as proteínas sintetizadas se desenvolvem com rapidez, produzindo novas partículas de vírus.
4. Liberação: as novas partículas de vírus saem para infectar novas células sadias. 

Curiosidades:

- Exemplos de doenças humanas provocadas por vírus: hepatite, sarampo, caxumba, gripe, dengue, poliomielite, febre amarela, varíola, AIDS e catapora.

- Os antibióticos não servem para combater os vírus. Alguns tipos de remédios servem apenas para tratar os sintomas das infecções virais. As vacinas são utilizadas como método de prevenção, pois estimulam o sistema imunológico das pessoas a produzirem anticorpos contra determinados tipos de vírus. 

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