Sinh hoc dai cuong 3 Biologia geral 3

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A partenogênese é a reprodução
por desenvolvimento embrionário de um
óvulo não fecundado que entra em processo
de segmentação, originando um novo
indivíduo. Nas abelhas, cada óvulo
fecundado origina uma fêmea; os machos ou
zangões são originados por partenogênese.









A metagênese ou alternância de gerações é uma forma de reprodução encontrada nas
briófitas, pteridófitas e nos celenterados. Nesses organismos ocorre uma fase assexuada
(esporofítica/polipóide) e uma fase sexuada (gametofítica/medusóide).










A Engenharia Genética e os Transgênicos

A engenharia genética vem sendo considerada a grande revolução científica do
final do século passado. A técnica do DNA recombinante, isto é, um DNA constituído por
genes de dois organismos diferentes, constitui a base da engenharia genética. Essa
técnica consiste, basicamente, em cortar, usando enzimas de restrição, pontos específicos
do DNA de um organismo e transplantar o pedaço cortado em outro organismo diferente. O
pedaço de DNA inoculado é aceito pela célula hospedeira que passa a executar as ordens
contidas nesse DNA estranho.
Hormônios diversos (insulina e hormônio do crescimento), vacinas, anticorpos e
anticoagulantes são alguns dos produtos já obtidos através da engenharia genética
aplicada em bactérias. Atualmente discute-se o problema dos transgênicos, alimentos
geneticamente modificados, uma vez que ainda não foram determinadas as conseqüências para
a saúde humana e o meio ambiente decorrentes do uso desses produtos.
















Propagação Vegetativa e Clonagem

A propagação vegetativa é uma modalidade de reprodução assexuada típica dos
vegetais. Na agricultura é comum a reprodução de plantas através de pedaços de caules
(estaquia), é assim que propagamos cana-de-açúcar, mandioca, batatas, bananeiras, etc.
Esse processo é possível porque o vegetal adulto possui tecidos meristemáticos
(embrionários). Nesse tipo de propagação, os descendentes são geneticamente iguais à
planta mãe.

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Outra forma de propagar vegetativamente as plantas é a cultura de tecidos. A
planta é reproduzida a partir de células meristemáticas das gemas que, cultivadas em
laboratório, originam inúmeros exemplares idênticos à planta mãe.
A clonagem é outra técnica
desenvolvida no final do século
20. Em 1997, a ovelha Dolly foi
desenvolvida a partir do óvulo de
uma ovelha adulta, sem o processo
de fecundação. Em um óvulo não
fecundado, do qual havia sido
retirado o DNA, foi introduzido o
material genético da ovelha a ser
clonada. Dolly é geneticamente
igual à ovelha doadora do
material genético, pois possuem o
mesmo DNA.









ESTRUTURA E DUPLICAÇÃO DO DNA

Nos seres vivos, existem dois tipos de ácidos nucléicos: o RNA (ácido
ribonucléico) e o DNA (ácido desoxirribonucléico). Eles constituem a base química da
hereditariedade.
Estas duas substâncias são formadas por unidades menores, os nucleotídeos.
Cada nucleotídeo é constituído por um fosfato (P), uma pentose (ribose ou
desoxirribose) e uma base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina ou uracila). Os
nucleotídeos do DNA apresentam as bases adenina, guanina, citosina e timina: A – C – T –
G. Todos os seres vivos possuem DNA e RNA; somente os vírus possuem ou DNA ou RNA.
Nas células, o DNA é encontrado quase exclusivamente no núcleo, embora exista
também nos cloroplastos e nas mitocôndrias. Tem a função de sintetizar as moléculas de
RNA e de transmitir as características genéticas.
O RNA é encontrado tanto no núcleo como no citoplasma, embora sua função de
controle da síntese de proteínas seja exercida exclusivamente no citoplasma.
Verificou-se que no DNA a quantidade de adenina é sempre igual à de timina, e a
quantidade de guanina é sempre igual à de citosina. Isso porque a adenina está ligada à
timina e a guanina se liga à citosina. Essas ligações são feitas por meio de pontes de
hidrogênio, duas pontes nas ligações A-T e três pontes nas ligações C-G.
A molécula de DNA tem a forma de uma espiral dupla, assemelhando-se a uma escada
retorcida, onde os corrimões seriam formados pelos fosfatos e pentoses e cada degrau
seria uma dupla de bases ligadas às pentoses.
A seqüência das bases nitrogenadas ao longo da cadeia de polinucleotídeos pode
variar, mas a outra cadeia terá de ser complementar.
Se numa das cadeias tivermos: A T C G C T G T A C A T
Na cadeia complementar teremos: T A G C G A C A T G T A












DNA RNA

A molécula de DNA tem o poder de se autoduplicar (replicação). Pela ação da
enzima DNA-polimerase, as pontes de hidrogênio são rompidas e as cadeias de DNA separam-
se. Posteriormente, por meio da ação de outra enzima, a DNA-ligase, novas moléculas de
nucleotídeos vão-se ligando às moléculas complementares já existentes na cadeia original,
seguindo as ligações A-T e C-G.

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Dessa forma surgem duas moléculas de DNA, cada uma das quais com uma nova
espiral proveniente de uma molécula-mãe desse ácido. Cada uma das duas novas moléculas
formadas contém metade do material original. Por esse motivo, o processo recebe o nome de
síntese semiconservativa.
A autoduplicação do DNA ocorre sempre que uma célula vai iniciar os processos de
divisão celular (mitose ou meiose).




A - replicação, o DNA se duplica.
B - transcrição, ocorre a síntese de RNA.
C - tradução, dá-se a síntese protéica.








Relações funcionais dos ácidos nucléicos
I - transcrição, II - duplicação e III - tradução































Na figura a seguir tem-se uma representação plana de um segmento da molécula de DNA
 Um nucleotídeo é formado por um grupo fosfato (I), uma molécula do açúcar
desoxirribose (II) e uma molécula de base nitrogenada (3-4-5-6/A-T-C-G).
 Um nucleotídeo com Timina (T) em uma cadeia pareia com um nucleotídeo com Adenina
(A) em outra cadeia.
 Um nucleotídeo com Guanina (G) em uma cadeia pareia com um nucleotídeo com
Citosina (C) em outra cadeia.
 Pontes de hidrogênio se estabelecem entre as bases nitrogenadas T e A e entre as
bases nitrogenadas C e G.









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OS CROMOSSOMOS

No núcleo da célula, durante a interfase, observa-se uma trama de filamentos
delgados formados por uma substância chamada cromatina. As cromatinas são proteínas
conjugadas (nucleoproteínas), associação de proteínas e moléculas de DNA. Esses
filamentos são chamados de cromonemas.
Quando a célula inicia a mitose ou meiose, os cromonemas sofrem um espiralamento
semelhante a um fio de telefone ou uma mola, passando a serem vistos como cordões curtos
e grossos, que recebem o nome de cromossomos.
As moléculas de DNA dos cromossomos encerram, no código de suas bases
nitrogenadas, toda uma programação genética. Cada segmento de um DNA, capaz de determinar
a síntese de um RNA que irá comandar a síntese de uma proteína, representa um gene e deve
responder por um caráter hereditário. Assim, um único cromossomo pode encerrar centenas
ou milhares de genes.

Um cromossomo apresenta as seguintes regiões:
a) Centrômero: corpúsculo ou grânulo situado em algum ponto ao longo do cromossomo.
b) Constrição primária: estrangulamento ou estreitamento do cromossomo ao nível do
centrômero, formando nele uma espécie de cintura.
c) Constrição secundária: outra zona de estreitamento, se caracteriza por não possuir
centrômero. Em alguns cromossomos, observa-se uma constrição secundária bem próxima à
extremidade que sustenta uma porção arredondada. Essa porção globosa é chamada de
satélite (A).

De acordo com a posição do centrômero, os cromossomos são classificados em:
a) Metacêntrico: o centrômero fica no meio, os dois braços são do mesmo tamanho.
b) Submetacêntrico: o centrômero fica um pouco afastado do meio, um dos braços é maior do
que o outro.
c) Acrocêntrico: o centrômero é subterminal, quase em uma das extremidades, um dos braços
é bem pequeno.
d) Telocêntrico: o centrômero fica numa das extremidades, possuem um único braço.


satélite





braço
a c b

cromossomos de célula diplóide - cariótipo


Cromossomos Humanos

NÚMERO DE CROMOSSOMOS

POSIÇÃO DO CENTRÔMERO
MASCULINOS FEMININOS
Acrocêntricos 11 10
Submetacêntricos 25 26
Metacêntricos 10 10
TOTAL 46 46





Cariótipo e Genoma

Cariótipo é a constante cromossômica diplóide (2n) de uma espécie. Representa o
número total de cromossomos de uma célula somática (do corpo).
Na espécie humana existem 46 cromossomos nas células somáticas (2n = 46).

Genoma é a constante haplóide (n) de uma espécie. Representa o número total de
cromossomos de um gameta.
Na espécie humana existem 23 cromossomos em cada gameta (n = 23).




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II é o centro celular, responsável pela formação do
aparelho mitótico.
III indica fibra do fuso, responsável pelo
deslizamento dos cromossomos durante a anáfase.
Nos animais, II apresenta um centríolo, que está
ausente nos vegetais superiores.
Os filamentos de DNA contidos em I são idênticos
entre si.
As figuras representam os diferentes tipos de cromossomos humanos.
Os autossomos estão numerados de 1 a 22, e os cromossomos sexuais designados por X e Y



















genoma

cariótipo


DIVISÃO CELULAR

É o processo pelo qual uma célula se reproduz.
Nos organismos pluricelulares acontecem dois tipos de divisão celular: mitose e meiose.

Mitose é uma divisão com profundas alterações citoplasmáticas e nucleares. Na
mitose, uma célula diplóide origina duas outras células também diplóides e geneticamente
iguais. Visa, principalmente, o aumento do número de células de um organismo
(crescimento) e a renovação celular nos tecidos.
Durante a mitose ocorrem várias fases:
A) Interfase: período entre duas divisões, os cromonemas se duplicam. As duas metades ou
cromátides permanecem unidas pelo centrômero.
B) Prófase: espiralização e individualização dos cromossomos. Formação do fuso mitótico e
desaparecimento da cariomembrana.
C) Metáfase: arrumação dos cromossomos entre as fibrilas do fuso mitótico. Disposição dos
cromossomos na placa equatorial.
D) Anáfase: separação das cromátides e ascensão polar dos cromossomos.
E) Telófase: reconstituição nuclear, desespiralização dos cromonemas e citocinese.



























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Meiose é uma divisão celular geralmente visando a formação de gametas. Consta de
duas divisões sucessivas onde uma célula diplóide origina quatro células haplóides,
geneticamente diferentes entre si. Compreende 8 fases em 2 divisões.

1ª divisão meiótica: uma célula com 2n cromossomos origina duas células com n
cromossomos. Divisão reducional.
a) Prófase I:
 Leptóteno (leptos = fino, tainos – filamento) - individualização dos cromossomos;
 Zigóteno (zigos = par)– pareamento dos cromossomos homólogos;
 Paquíteno (pakis = grosso)– sobrecruzamento das cromátides homólogas não-irmãs e
permuta de genes (crossing-over);
 Diplóteno (diplos = duplo) – afastamento dos cromossomos homólogos com genes
permutados;
Diacinese (dias = através de, kinésis = movimento) – desaparecimento da carioteca e
disposição dos cromossomos entre as fibrilas do fuso mitótico.
b) Metáfase I: Organização dos cromossomos na placa equatorial.
c) Anáfase I: Ascensão polar dos cromossomos já permutados.
d) Telófase I: Reconstituição nuclear nos pólos e divisão do citoplasma. Resultam duas
células haplóides (n) geneticamente diferentes.

2ª divisão meiótica: das duas células-filhas haplóides resultarão quatro células
haplóides geneticamente diferentes. Divisão equacional.
a) Prófase II: Desaparecimento da membrana em cada célula recém formada.
b) Metáfase II: Formação da placa equatorial e separação das cromátides que passam a
constituir cromossomos individualizados.
c) Anáfase II: Ascensão polar dos cromossomos.
d) Telófase II: Reconstituição nuclear e citocinese. Resultam quatro células haplóides,
geneticamente diferentes.









Pareamento dos cromossomos homólogos crossing-over
Zigóteno da prófase I paquíteno da prófase I



Meiose Mitose



A e C representam células em metáfase.
B e D representam células em anáfase.
D representa a separação das cromátides-irmãs, fenômeno que ocorre durante a meiose II e
a mitose.










1 2 3









4 5

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A GAMETOGÊNESE

A formação de gametas recebe o nome de gametogênese.
Gametas são células haplóides, formadas em órgãos especiais denominados gônadas,
e que se destinam à reprodução e perpetuação da espécie. As gônadas se dividem em
masculinas e femininas.
Nos animais, as gônadas masculinas são os testículos e as femininas são os
ovários. É através da meiose que os testículos formam os gametas masculinos ou
espermatozóides e os ovários formam os gametas femininos ou óvulos.
A gametogênese animal compreende a espermatogênese e a ovogênese.

A Espermatogênese
Durante a organogênese, numerosas células embrionárias indiferenciadas (células
germinativas) permanecem no interior dos testículos.
A espermatogênese compreende três etapas.
1 – Fase de multiplicação ou germinativa: Começa por volta dos sete anos de idade. As
células germinativas (2n) ou espermatogônias de 1ª ordem começam uma série de divisões
mitóticas, originando espermatogônias de 2ª, 3ª ordem, até um número indeterminado de
ordens. Essa etapa se prolonga por toda a vida do indivíduo.
2 – Fase de crescimento: Começa na adolescência, sob o estímulo do FSH hipofisário. As
espermatogônias se organizam em dois grupos, um que continuará a fase de multiplicação e
outro que passa à fase de crescimento. Na fase de crescimento, cada espermatogônia (2n)
apenas aumenta de volume, tornando-se espermatócitos de 1ª ordem (2n). Essa fase é muito
curta.
3 – Fase de maturação: Começa imediatamente após a fase de crescimento. Cada
espermatócito de 1ª ordem sofrerá uma meiose, originando quatro espermátides (n). Cada
espermátide sofre modificações e se transfigura num espermatozóide (espermiogênese).

O esquema a seguir representa o processo de espermatogênese humana, o nível de ploidia
das células numeradas de 1 a 6 é, respectivamente:
1 - célula germinativa (2n)
2 - espermatogônia (2n)
3 - espermatócito I (2n)
4 - espermatócito II (n)
5 - espermátide (n)
6 - espermatozóide (n)

Mecanismos celulares:
I - mitoses (multiplicação)
II - intérfase (crescimento)
III - meiose (divisão reducional)
IV - espermiogênese (diferenciação)

Estrutura do espermatozóide
1 - Acrossomo: Vesícula derivada do
Complexo de Golgi contendo enzimas para
digerir a parede do óvulo.
2 - Núcleo: Contém o conjunto cromossômico
paterno.
3 - Mitocôndrias: Fornecem energia (ATP)
para o batimento flagelar.
4 - Flagelo: Estrutura locomotora que garante o deslocamento do espermatozóide até o
óvulo.


A Ovogênese compreende, também, três fases básicas.
1 – Fase germinativa ou de multiplicação: Começa na vida intra-uterina e termina por
volta da 15ª semana. As ovogônias (células germinativas) se multiplicam várias vezes.
2 – Fase de crescimento: Logo após a 1ª fase, as ovogônias aumentam de volume e se
transformam em ovócitos primários ou de 1ª ordem. Essa fase se prolonga até o 7º mês
de desenvolvimento (4 meses).
3 – Fase de maturação: A partir do 7º mês, todos os ovócitos primários (2n) passam por
uma meiose, até o final da prófase I. Depois, toda a ovogênese paralisa e permanece assim
até a adolescência. Ao nascer, a menina já possui um grande número de ovócitos primários
em processo interrompido de meiose.

No início da puberdade, e dali por diante, sob o estímulo do FSH e LH
hipofisários, continua o processo meiótico. Mas um ovócito apenas, de cada vez,
completará a meiose e a fase de maturação, originando um óvulo (n).

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Ao contrário da espermatogênese, cada ovócito primário formará um só óvulo e não
quatro. Na 1ª divisão meiótica o ovócito primário origina duas células de tamanhos
diferentes. A maior se divide e a menor degenera. A divisão do ovócito secundário maior
dá origem a duas células de tamanhos diferentes, onde a menor degenera, restando apenas a
maior que é o próprio óvulo.

Processo de ovulogênese humana, o nível de ploidia das células numeradas de 1 a 6 é
respectivamente:
1 - célula germinativa = 2n
2 - ovogônia = 2n
3 - ovócito I = 2n
4 - ovócito II = n
5 - primeiro glóbulo polar = n
6 - óvulo = n

Mecanismos celulares
I - período de multiplicação (mitose)
II - período de crescimento (intérfase)
III - período de maturação (meiose)





Estrutura do óvulo




















EMBRIOLOGIA ANIMAL

Logo após a fecundação de um gameta feminino (óvulo) por um gameta masculino
(espermatozóide), forma-se o ovo ou zigoto. A célula-ovo, ovo ou zigoto recém formado
inicia um processo de sucessivas divisões mitóticas, a que chamamos de clivagem ou
segmentação, para formar o embrião, que passa por uma série de modificações até que se
forma um organismo completamente constituído.

Tipos de ovos
Os ovos dos animais possuem um material nutritivo denominado vitelo, cuja
concentração e distribuição diferem conforme a espécie. Podemos classificar os ovos em
isolécitos, mesolécitos, megalécitos e centrolécitos.
Isolécitos ou oligolécitos são ovos que contêm pequena quantidade de vitelo
uniformemente distribuído pelo citoplasma. São característicos de poríferos,
equinodermos, protocordados e mamíferos (nestes são chamados de alécitos).
Mesolécitos ou heterolécitos são ovos que apresentam cerca da metade do volume
citoplasmático (pólo vegetativo) ocupado pelo vitelo; o núcleo situa-se no pólo oposto
(pólo animal). São característicos dos platelmintos, anelídeos, moluscos, anfíbios e
algumas espécies de peixes.
Megalécitos ou telolécitos são ovos nos quais a quantidade de vitelo é tão
grande que ocupa quase todo o citoplasma (pólo vegetativo), enquanto que o núcleo ocupa
um espaço mínimo na periferia (pólo animal ou disco germinativo). São característicos de
aves, répteis e algumas espécies de peixes.
Centrolécitos são ovos nos quais o núcleo é central, envolvido pelo citoplasma.
São característicos dos artrópodes.

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Clivagem ou Segmentação
A quantidade e a distribuição do vitelo nos diferentes tipos de ovos condiciona
a existência de diferentes tipos de segmentação.


Igual

Ovo isolécito

Equinodermos, Mamíferos.

Total ou
Holoblástica

Desigual

Ovo mesolécito

Peixes, Moluscos.

Discoidal

Ovo megalécito

Aves, Répteis.

Parcial ou
Meroblástica

Superficial

Ovo centrolécito

Artrópodos.

As primeiras células que se originam das
divisões mitóticas do ovo, denominam-se
blastômeros.
A clivagem é holoblástica (a – b) quando
o ovo se segmenta completamente. Quando os
blastômeros formados são todos do mesmo tamanho
é chamada de igual (a). Quando se originam
blastômeros menores (micrômeros) e blastômeros
maiores (macrômeros) é chamada de desigual (b).
A clivagem é meroblástica (c – d) quando
o ovo se segmenta parcialmente. É discoidal (c)
quando ocorre somente no pólo animal ou disco
germinativo. É superficial (d) quando ocorre na
região periférica do ovo.




As Etapas da Segmentação
Após a fecundação, o ovo começa a se dividir. As divisões prosseguem até formar-
se um aglomerado maciço de células denominado mórula (64 células). Apesar do maior número
de células, a mórula tem um volume quase igual ao do zigoto que a originou.
Em seguida, as células da mórula vão-se posicionando na porção periférica
enquanto secretam um líquido que se instala no centro, ocupando uma cavidade. O estágio
embrionário nessa fase denomina-se blástula. É nesse estágio de desenvolvimento que, nos
seres humanos, o ovo chega à cavidade uterina. Geralmente por volta do sexto dia após a
fecundação.
A seguir ocorre a gastrulação ou formação da gástrula. Um dos pólos se dobra
para dentro formando duas camadas de células: o ectoderma e o endoderma. Nos espongiários
e celenterados esse é o final do estágio embrionário.
Nos seres mais evoluídos, a gástrula evolui para um novo estágio. Surge um
terceiro folheto embrionário, o mesoderma.
Nos animais vertebrados, ocorre a neurulação ou formação da nêurula, onde se
formará o tubo neural e a notocorda que darão origem ao sistema nervoso central e à
coluna vertebral, respectivamente.
















Nêurula

1 - zigoto 7 - mórula
8 - blástula 11 - gástrula




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Histogênese

A histogênese é o processo de formação dos tecidos.
Inicialmente, no embrião, as células são todas iguais. A partir da gástrula
tridérmica, com o aparecimento dos três folhetos embrionários básicos, começa a haver a
diferenciação celular. Cada um dos três folhetos deve originar novas células já com certa
especialização de formas e funções. Alguns grupos celulares estimulam a diferenciação de
outras células, surgindo assim os tecidos que depois se agrupam para constituir os órgãos
e sistemas (organogênese).
Em síntese, são os seguintes os destinos dos três folhetos embrionários:

Ectoderma:
- epiderme e seus anexos: pêlos, cabelos, unhas, cascos, cornos, etc.
- mucosas da boca, nariz e ânus, bem como o esmalte dos dentes.
- tubo neural: que vai originar o encéfalo (cérebro, cerebelo, protuberância e bulbo), a
glândula epífise, a hipófise e a medula espinhal.

Mesoderma:
- celoma ou cavidade geral.
- serosas como o peritônio, pleura e pericárdio.
- derme: um dos constituintes da pele.
- mesênquima: espécie de tecido conjuntivo embrionário que vai originar, por sucessivas
diferenciações, os tecidos cartilaginosos, ósseos, musculares e conjuntivos definitivos;
os vasos sangüíneos e linfáticos e o sangue.

Endoderma:
- todo o tubo digestivo, exceto as mucosas oral e anal.
- as glândulas anexas ao sistema digestivo: fígado e pâncreas.
- todas as demais mucosas do organismo.
- notocorda, que poderá ou não ser substituída pela coluna vertebral.

Os Anexos Embrionários dos Vertebrados

O embrião dos animais vertebrados possui certos anexos necessários ao seu
desenvolvimento e para a sua proteção. São eles: saco vitelino, âmnio, córion, alantóide,
placenta e cordão umbilical.
O saco vitelino (C) ou vesícula vitelínica é bem
desenvolvido nos animais ovíparos (aves e répteis),
reduzindo-se muito nos mamíferos. Contém grande quantidade
de material nutritivo (vitelo). Sua função é de nutrir o
embrião durante o seu desenvolvimento.
O âmnio (D) forma uma cavidade (bolsa d’água)
preenchida por um líquido (líquido amniótico). Tanto o
âmnio como o córion (E) envolvem o embrião e têm como
função protegê-lo contra choques mecânicos e contra a
desidratação. Não são encontrados em peixes nem anfíbios.
O alantóide (B) forma-se a partir do intestino. É
encontrado em répteis, aves e mamíferos, sendo
extremamente desenvolvido nas aves. Tem a função de
realizar as trocas gasosas e armazenar as excreções do embrião.
A placenta (A) é exclusiva dos mamíferos. Origina-se a partir do córion e do
endométrio (parede interna do útero). É através dela que o embrião se nutre, respira e
elimina suas excreções. Também produz hormônios e transmite ao feto anticorpos maternos.
Nos mamíferos, o córion e o alantóide originam um maciço celular bem
vascularizado que vai constituir o cordão umbilical (B), que estabelece a troca de
substâncias entre a mãe e o feto. Em seu
interior há duas artérias e uma veia. Não
existe comunicação entre a circulação fetal
e a materna.






Desenvolvimento embrionário dos vertebrados

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