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3 ene 2017

Estructuras de la Célula

Las técnicas microscópicas modernas han confirmado que las células eucarióticas contienen una multitud de estructuras especializados en forma y función, y así desempeñan actividades particulares requeridas por la economía celular. Así como los órganos de los animales multicelulares trabajan juntos en sistemas de órganos, los organelos de las células están comprometidos en varias funciones cooperativas e interdependientes. Entre las estructuras que poseen las células se tienen:

Membrana Celular

Definición
Estructura
Función
Consiste en una delgada capa de fosfolípidos y proteínas que tiene entre 7 y 9 nanómetros de grosor y no puede ser resuelta por el microscopio óptico, pero con el microscopio electrónico, puede verse como una doble línea delgada y continua. No obstante, esta rodea a la célula, aislando el contenido celular  de su entorno; y se caracteriza por ser selectivamente permeable, es decir, deja pasar sustancias de acuerdo con las necesidades de la célula en ese momento.

Se forman a partir de bicapas de fosfolípidos  en las cuales están embutidas moléculas de proteínas y de colesterol. Asimismo, la mayoría de las membranas tiene aproximadamente 40% de lípidos y 60% de proteínas, aunque existe una variación considerable.
Por otra parte, las moléculas de fosfolípido están dispuestas en una bicapa, con sus colas hidrofóbicas apuntando hacia el interior y sus cabezas hidrofílicas de fosfato apuntando al exterior.
Por otro lado, las moléculas de colesterol se encuentran insertas entre las colas hidrofóbicas, las proteínas embutidas en la bicapa se conocen como proteínas integrales de membrana.
*Regula el tránsito de sustancias hacia fuera y hacia adentro de la célula para así proteger su integridad estructural y funcional.
*Permite a la célula mantener las condiciones internas.
*Define los límites de la célula.
*Ayuda a mantener la forma de la célula.
*Se comunica con otras células.
*Permite el paso de sustancia que proveen de “alimento” a los diferentes organelos.
*Actúa como una barrera selectivamente permeable respecto al medio circundante.


Pared Celular

Definición
Estructura
Función
Es una estructura extracelular que rodea completamente a la célula, incluida la membrana plasmática.
Y se encuentra por fuera de la célula vegetal y es construida por la misma célula.
Está formada por 3 capas y por una red de microfibrillas de celulosa, polisacáridos y glípoproteinas. Contienen polisacáridos y polímeros complejos conocidos como peptidoglicanos, formados a partir de aminoácidos y azúcares.
*Brinda protección mecánica y rigidez a las células vegetales.


Citoplasma

Definición
Estructura
Función
Es en donde están suspendidos los organelos celulares y tiene disueltas muchas sustancias alimenticias; además, comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo.
Es un medio acuoso, de apariencia  viscosa, el cual está compuesto por agua (85-90%), carbohidratos, lípidos, proteínas y sales minerales. Y se divide en:
*Ectoplasma: Se encuentra más cerca de la membrana y es más rígida
*Endoplasma: Se encuentra más cerca del núcleo y es más fluido.
*Tiene lugar la mayor parte de las reacciones metabólicas de la célula.
*Forma el huso cromático, en la división celular.
*Forma a los cilios y flagelos que son los que aportan el movimiento a la célula.


Mitocondria

Definición
Estructura
Función
Son organelos limitados por membrana en las cuales las moléculas orgánicas que almacenan energía química son degradadas y la energía liberada es envasada en unidades más pequeñas.
Pueden adoptar diferentes formas y está compuesta por
a) Dos Membrana:
*La Externa: Es una pared lisa permeable y móvil que permite el paso de  muchas moléculas a través de ella.
*La Interna: Se pliega para formar crestas y rodear la matriz y son superficies de trabajo para las reacciones mitocondriales. Además, regula estrictamente el tipo de moléculas que la pueden atravesar.
Por otra parte, las crestas aumentan considerablemente el área superficial de la membrana mitocondrial interna, proporcionando una mayor superficie para las reacciones químicas que transforman la energía química de las moléculas alimenticias en energía de ATP. La membrana contiene las enzimas y otras proteínas necesarias para estas reacciones.
b) Espacio Intermembranoso: Se puede distinguir como una pared rígida y térmicamente conductora, que se forma entre las membranas mitocondriales externa e interna; aunque cabe recalcar que es muy selectiva, por lo tanto es semipermeable a la intervención en la transferencia del enlace de alta energía del ATP.
c) La Matriz Mitocondrial: Es el compartimento limitado por la membrana mitocondrial interna, contiene enzimas que degradan las moléculas alimenticias y convierten su energía a otras formas de energía química. Es un sistema homogéneo puesto que es de carácter gel.
*Son el asiento de las reacciones químicas que suministran energía para las actividades celulares.
*Se lleva a cabo la respiración celular aeróbica
*Participa en la transformación de los alimentos en moléculas químicas, biológicamente útiles.
*Transformación de la energía que procede de la glucosa o de lípidos en energía de ATP mediante la fosforilación oxidativa..
*Tienen una función importante en la apoptosis, que es la muerte celular programada.
*Almacena sustancias como iones, agua y algunas partículas.
*Se produce el 90% de la energía celular.



Cloroplastos

Definición
Estructura
Función
Son los organelos celulares de 5 μm de longitud, que contienen clorofila y son fotosintetizadores.
Generalmente se concentran cerca de la superficie de la célula.
Los cloroplastos (chloro significa "verde").

Son estructuras con forma normalmente de disco y, al igual que las mitocondrias, tienen un sistema de membranas plegadas, la cual encierran el mcloroplasto y lo separan del citosol.
*Membrana Externa: Es muy permeable, contiene numerosas proteínas que regulan los intercambios de sustancias con el citosol.
*Membrana Interna: Es lisa menos permeable que la externa y con numerosas proteínas especializadas en el transporte selectivo de sustancias, y rodea un
espacio lleno de líquido llamado estroma.
d) Estroma: Es la cavidad interna del cloroplasto y contiene: Enzimas implicadas en el metabolismo fotosintético.
c) El Espacio Intermembrana: Es un pequeño espacio situado entre la membrana cloroplástica externa y la interna.
e) Tilacoides: Son sacos aplanados que forman parte de la estructura de la membrana interna del cloroplasto, sitio de las reacciones captadoras de luz de la fotosíntesis y de la fotofosforilación.
f) Las Granas: Son cuerpos cilíndricos formados por el apilamiento colectivo de tilacoides los cuales se conectan entre ellos formando una red de cavidades.
g) Tilacoides de Estroma o Lamelas: Son sáculos que se extienden por el estroma y comunican los tilacoides con las diferentes granas.
*Produce energía química a partir de energía lumínica.
*Es el encargado de la Fotosíntesis.
*Producen sustancias nutritivas en las células vegetales.
*Fija la energía lumínica y la transforma en energía química para la fotosíntesis.
*Exporta la glucosa sintetizada a la mitocondria.
*Las membranas de los tilacoides contienen los pigmentos fotosintéticos, principalmente clorofilas y carotenoides.


Retículos Endoplásmaticos

Definición
Estructura
Función
Son una extensa red membranosa que fabrican y transportan materiales dentro de la célula; está formado por túbulos ramificados limitados por membranas y sacos aplanados que se extiende por todo el citoplasma y se conectan con la doble membrana que envuelve al núcleo.
RE liso tiene apariencia tubular y carece de ribosomas en la superficie externa y en él se localizan las enzimas detoxificantes.
Son abundantes en células especializadas en la síntesis lipídica o en el metabolismo de lípidos, como las células glandulares que producen hormonas esteroides y también se encuentra muy desarrollado en las células hepáticas, donde parece estar relacionado con varios procesos de desintoxicación.
*Cataliza la síntesis de muchos lípidos y carbohidratos.
*Ayuda en la desintoxicación de sustancias dañinas para la célula.
*Almacenamiento de iones de calcio y grasas.
*Es el sitio principal para la síntesis de fosfolípidos y colesterol necesarios para la formación de las membranas celulares.
*es importante para degradar enzimáticamente el glucógeno almacenado (el hígado ayuda a regular la concentración de glucosa en la sangre).
RE rugoso contiene ribosomas salpicados por la superficie externa, y son abundantes en células que producen proteínas de exportación.
*Se encarga de la síntesis y embalaje de proteínas y ciertos lípidos.


Aparato de Golgi

Definición
Estructura
Función

Es un centro de procesamiento y compactación de materiales que se mueven a través de la célula y salen de ella. Cada complejo de Golgi recibe vesículas del retículo endoplasmático, modifica sus membranas y sus contenidos e
incorpora los productos terminados en vesículas de transporte que los llevan a otras
partes del sistema de endomembranas, a la superficie celular y al exterior de la célula.
Por otra parte, en algunas células animales, el complejo de Golgi se sitúa a un lado del núcleo; otras células animales y vegetales tienen muchos complejos de
Golgi dispersos por toda la célula.
Conjunto de sáculos aplanados que derivan de invaginaciones de la membrana nuclear o del retículo endoplasmatico rugoso, y se apilan uno sobre otro. Asimismo, está formado por pilas de sacos membranosos y aplanados llamados cisternas, donde cada una tiene un espacio interno, o iluminado.
Por otro lado, en ciertas regiones, las cisternas pueden distenderse en los extremos, formando bulbos, por estar llenas de productos celulares. Cada uno de los sacos aplanados tiene un espacio interno o luz. Además, contiene compartimentos independientes así como otros interconectados. No obstante, este complejo tiene tres áreas, que se conocen como cara cis y cara trans (o región cis y trans), y la región media entre ambas.
Normalmente, la cara cis (la superficie de entrada) se orienta hacia el núcleo y recibe materiales de las vesículas de transporte procedentes del RE. La cara trans (la superfi cie de salida), se orienta hacia la membrana plasmática; empaqueta moléculas en vesículas y las transporta fuera del complejo de Golgi.
*Procesa, clasifica,  modifica y distribuye compuestos orgánicos relacionados con lo producido en el retículo endoplasmático, que posteriormente es embalado y enviado a donde haga falta.
*En las células animales, el complejo de Golgi fabrica los lisosomas.
*Sintetiza algunos carbohidratos.
*Modifica, empaca y madura proteínas y lípidos.
*Almacena Proteínas y nutrientes.
*Desempeñan un papel importante en el ensamble de materiales para la pared celular en expansión, ya que producen polisacáridos extracelulares.





Vacuola

Definición
Estructura
Función
Son sacos membranosos que pueden ocupar de un 30 a un 90% del volumen celular. Además, constituyen organelos propios de las células vegetales, aunque usualmente en la célula animal hay vacuolas que son pequeñas cuya  misión es la reserva de nutrientes; y son compartimientos cerrados que contienen diferentes fluidos, tales como agua o enzimas, aunque en algunos casos puede contener sólidos. Cabe mencionar, que en una misma célula pueden coexistir distintas vacuolas con diferentes funciones.

Se estructuran como grandes sáculos, separados del citosol de las células por una membrana sencilla llamada tonoplasto. Y existen 5 tipos que son:
*Alimenticias: Se forma cuando una célula ingiere alimentos.
*Digestivas: Se forma al unirse a los lisosomas para digerir y absorber las sustancias nutritivas que están en ellas.
*Contráctiles: Mantienen el equilibrio osmótico al regular el contenido de agua intracelular
*Hídricas: Cuya función es controlar la cantidad de agua que hay en el interior de la célula, expulsándola si es demasiada.
*De reserva: Como las que almacenan proteínas en las semillas o de almacena ciertas sustancias.
*Acumula primeramente agua, pero también almacena nutrientes, materiales, residuos y los desechos que van al exterior.
*Mantienen la presión hidrostática en las células vegetales
*Desempeña un papel central al mantener la rigidez de la pared celular incrementan el tamaño celular, así como la superficie expuesta al ambiente, con una mínima inversión de materiales estructurales por parte de la célula.
*Son las encargadas de mantener la turgencia celular.
*Puede funcionar como un compartimiento de degradación de sustancias.


Lisosomas

Definición
Estructura
Función
Es un tipo de vesícula relativamente grande, formada en el complejo de Golgi, contienen enzimas hidrolíticas a las que aíslan de la célula y están implicados en las actividades digestivas intracelulares de algunas células. Además, estas enzimas están implicadas en la degradación de proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos.
*Vesículas separadas del citosol por una membrana sencilla.
*Se une con la vacuola alimenticia para formar la vacuola digestiva
*Se encuentra solamente en la célula animal y en las vegetales, en el maíz.
*Se encarga de digerir las partículas extrañas que entran a la célula.
*Destruyen a la célula cuando se vuelven senil.
*Tienen dentro a las enzimas hidroliticas y éstas degradan a las moléculas complejas transformándolas en moléculas sencillas que serán utilizadas por la célula.
*Pueden ser utilizados por la célula para eliminar los productos de desechos fácilmente.


Peroxisomas

Definición
Estructura
Función
Son otro tipo de vesícula relativamente grande similares a los lisosomas que se forman en el RE rugoso y están presente en la mayoría de las células eucarióticas. Además, son corpúsculos (cuerpecillos) vesiculares que contienen enzimas destructivas, el cual tienen un período de vida muy corto aproximadamente 5 días y luego son destruidos por mecanismos de autofagocitosis.
Son microsomos ovoides granular limitados por una membrana lipidica única igual que los lisosomas y un nucleoide.
Contienen enzimas oxidativas que remueven el hidrógeno de pequeñas moléculas orgánicas y lo unen a átomos de oxígeno formando peróxido de hidrógeno (H2O2), un compuesto que es extremadamente tóxico para las células vivas. Otra de las enzimas, la catalasa, escinde inmediatamente el peróxido de hidrógeno en agua e hidrógeno, evitando cualquier daño a las células.
*Es netamente enzimática y catalítica; sin embargo, la enzima catalaza tiene función protectora del peroxisoma.
*Actúan desintoxicando diversas moléculas por lo que son abundantes en las células renales, hepáticas y macrófagos.
*Ayudan a la producción y destrucción de peróxido de hidrógeno.
*Son particularmente abundantes en las células hepáticas, donde participan en la desintoxicación de algunas sustancias.
*En las plantas, existen peroxisomas que cumplen funciones especiales como por ejemplo, los glioxisomas que, durante la germinación de la semilla, transforman los lípidos almacenados en azúcares. Otro tipo de peroxisoma, presente en las células fotosintéticas, participa en el proceso de fotorrespiración.


Ribosomas

Definición
Estructura
Función
Son los organelos más pequeños del citoplasma; y se pueden encontrar adheridos al RE rugoso o dispersos en el citoplasma.

Presentan forma esférica y no están rodeados por una membrana; además, están constituidos por dos subunidades: por  la combinación de distintas proteínas y un complejo de ARN ribosomal. Asimismo, son las estructuras especiales sobre las cuales los aminoácidos se ensamblan en proteínas.
*Sintetizar las proteínas que se requieran, según las ordenes que reciban desde el núcleo.
*Traduce la información proveniente de los distintos ARN; posteriormente las proteínas formadas, son excretadas de la célula hacia la matriz extracelular.
*Son los sitios en los cuales ocurre el acoplamiento de los aminoácidos que forman las proteínas.


Citoesqueleto

Definición
Estructura
Función
Es una red altamente estructurada y compleja de filamentos proteicos que ocupa todo el citoplasma. En este sentido, ciertas proteínas se organizan formando intrincadas estructuras que dan lugar a una especie de esqueleto interno
Por otra parte, es un complejo sistema tridimensional de fibras proteínicas que se unen a las membranas celulares entre sí gracias a proteínas de unión y fijación que forman un armazón tridimensional dinámico interno en la célula.
Microtubulos: Tienen aspecto de bastones y son tubos huecos largos con un diámetro externo de aproximadamente 25 nm y hasta varios micrómetros de longitud; y están  organizados a partir de dímeros de proteínas globulares, las tubulinas alfa y beta.
Crecen por el agregado de dímeros y también pueden desarmarse por la eliminación de dímeros, de acuerdo con las necesidades de la célula y, en muchas se extienden radiando desde un “centro organizador” próximo al núcleo y terminan cerca de la superficie celular. Su función es proporcionar soporte estructural; participa en el movimiento celular, y de los organelos y en la división celular; componentes de cilios, flajelos, centriolos y cuerpos basales.
Microfilamentos: Son fibras resistentes y flexibles de unos 7 nm de diámetro con forma de varilla, la cual están formadas de la proteína actina y unidas en una cadena helicoidal, su función es proporcionar soporte estructural, participa en el movimiento celular y de los organelos en la división celular.  También pueden ser integrados y desintegrados fácilmente por la célula.
Filamentos Internos o Intermedios: Son fibras resistentes y flexibles de aproximadamente 10 nm de diámetro; además, tienen estructuras filiformes que se encuentran entre los microtúbulos y los filamentos de actina, además; los cuales, están compuestos por proteínas fibrosas y no pueden ser tan fácilmente desintegrados por la célula una vez que han sido formados. Asimismo, son fibras resistentes constituidas de proteína, cuya función es proporcionar resistencia mecánica y estabilizan la forma celular.  Cabe mencionar, que los filamentos intermedios constituyen la lámina nuclear.
*Proporciona soporte estructural, ya que le da forma a la célula.
*Participa en diversos tipos de movimientos celulares; como el transporte de material en la célula.
*Se Relaciona con los organelos, ya que los mueve a los lugares apropiados.


Centrosomas

Definición
Estructura
Función
Es un orgánulo celular que no está rodeado por una membrana, el cual, se encuentra próximo al núcleo y es considerado como un centro organizador de microtúbulos.
Consta de una zona interior donde aparece el diplosoma, formado por dos centriolos dispuestos perpendicularmente entre sí; este diplosoma está inmerso en un material pericentriolar que es el centro organizador de microtúbulos.
Así en él se disponen microtúbulos que parten radialmente y que se llaman aster. Cada centríolo consta de 9 grupos de 3 microtúbulos que forman un cilindro. Este cilindro se mantiene gracias a unas proteínas que unen los tripletes.
*Motilidad celular y organización del citoesqueleto.
*Organizar el huso acromático (o mitótico).
*Organiza los microtúbulos, del cual de él se derivan estructuras de movimiento como cilios y flagelos.


Núcleo

Definición
Estructura
Función
Es el orgánulo más grande de la célula que frecuentemente es esférico u oval y tiene un promedio de 5 μm de diámetro. Y debido a su tamaño, con frecuencia ocupa una posición relativamente fija cerca del centro de la célula.
Además, es el centro de control de la célula y es donde están contenidos los genes (factores hereditarios), encargados de conservar y transmitir los rasgos característicos de un organismo. y es el encargado de controlar la síntesis de proteínas.
Estructura grande  constituida por dos membranas concéntricas, cada una de las cuales es una bicapa lipídica. Y contiene el nucléolo y los cromosomas.
*Se enlaza con el RE; permite la salida de ribosomas y ARNm que posteriormente llegará a los ribosomas.
*Controla todas las actividades celulares.
*Regula el metabolismo celular (Síntesis, desintegración).
*Controla la división celular.
*Controla la reproducción celular.
*Replicación y transcripción de los ácidos nucleídos.
*Almacena la información
Genética, pasándola a las células hijas en el momento de la división celular.


Nucléolo

Definición
Estructura
Función
La mayoría de los núcleos tiene una o más estructuras compactas llamadas nucléolos, el cual es un cuerpo granular que se encuentra en el nucleoplasma; formado por ARN y proteínas. Puede ser que se encuentre solo o que haya varios en el núcleo.

Es una estructura Es redonda o un poco ovalada y se encuentra en el núcleo. No está rodeado por una membrana, por lo es un suborgánulo.
Su estructura proteica es densa (hasta un 40%), visto con el microscopio electrónico, el nucléolo aparece como un conjunto de delicados gránulos y fibras diminutas que están constituidos por filamentos de cromatina, ARN ribosómico que está siendo sintetizado y partículas de ribosomas inmaduros. Los nucléolos pueden
variar en tamaño en relación con la actividad sintética de la célula, y pueden llegar
a representar un 25% del volumen total nuclear.
Cada nucléolo contiene un organizador nucleolar, constituido por regiones cromosómicas que contienen instrucciones para sintetizar el tipo de ARN de los ribosomas. Las proteínas necesarias para formar los ribosomas se sintetizan en el citoplasma y se importan al nucléolo. Entonces, el ARN ribosómico y las proteínas se ensamblan para constituir las subunidades ribosómicas que abandonan el núcleo a través de los poros nucleares.
En este sentido, se puede resumir su función en que:
*Construyen las subunidades que constituyen los ribosomas.
*Responsable de la formación de los ribosomas.
*Sintetiza el ARNr y ensamblar los ribosomas.
*Exporta los ribosomas al citoplasma.
*Es importante en la división celular.


Membrana Nuclear

Definición
Estructura
Función
Es una doble piel delgada porosa que delimita al núcleo, la cual tiene poros huecos muy pequeños que permite la entrada y salida de materiales del mismo.
Está formada por dos membranas concéntricas que están separadas por un intersticio de unos 20 a 40 nanómetros pero, a intervalos frecuentes, las membranas se fusionan creando pequeños poros nucleares, cada poro nuclear consiste en un complejo molecular que se compone de muchas copias de aproximadamente 30 proteínas diferentes. No obstante, por ellos es por donde circulan los materiales entre el núcleo y el citoplasma. Además, se encuentra formada por dos capas:
*La Externa: Tiene adheridos ribosomas y se une al retículo endoplasmatico, formando el denominado sistema endomembranoso.
*La Interna: Tiene adherida la cromatina que está compuesta por ADN y proteínas y es el principal constituyente de los cromosomas.
*Separa el contenido nuclear del citoplasma circundante.
*Salen las moléculas de ARNm, los complejos de ARNr y proteínas.
*Separar el material genético del citoplasma.
*Ayuda a mantener unida toda la materia celular
*Los poros nucleares regulan el paso de materiales entre el nucleoplasma y el citoplasma.


Cromosoma

Definición
Estructura
Función
Son estructuras que se encuentran en el núcleo de las células y que transportan fragmentos largos de ADN, estas estructuras son visibles únicamente cuando las células se encuentran en proceso de división. Por otro lado, están formados por dos estructuras simétricas llamadas cromátidas, las cuales contiene copias idénticas de ADN y están unidas a su cromátida hermana por el centromero.
Son pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante las divisiones celulares (mitosis y meiosis). Existen tipos de cromosoma:
Según la Ubicación del Centromero:
*Metacéntricos: Están formados por brazos o cromátidas de igual tamaño. *Submetacéntricos: Están formados por brazos o cromátidas desiguales, las cromátidas inferiores son de mayor tamaño que las superiores.
*Acocéntricos: Estos presentan cromátidas inferiores (telómeros) y ciertos elementos morfológicos propios de ellos como la constricción secundaria, el organizador nucleolar y los satélites.
*Telocéntricos: Solo posee brazos o cromátidas inferiores.
Según su Función
*Autosomas: Estos son los que determinan las características fenotípicas o físicas del individuo como lo son el color de piel, de los ojos, estatura etc.
*Heterocromosomas: Son los responsables de determinar el sexo, pueden ser «X» o «Y» formando individuos de sexo femenino cuando se aparean «XX» y masculino cuando sea «XY».
*Son los portadores de la información hereditaria.
*Proteger y empaquetar el ADN.
*Son los encargados de transportar el ADN y los genes durante la división celular.
*Contiene y controla todo el uso del ADN.
*Se encarga de dirigir como se expresa el ADN.
También cumple funciones de:
*Duplicación Idéntica (Replicación): Son capaces de autoduplicarse y de mantener sus características a través de divisiones sucesivas.
*Recombinación de la información hereditaria en la reproducción sexual, por meiosis y singamia.


Cariolinfa, Nucleoplasma o Jugo Nuclear

Definición
Estructura
Función
Es el medio interno del núcleo el cual está rodeado por la membrana nuclear, constituido por gránulos de cromatina, partículas de ribonucleoproteínas y matriz nuclear.
Es un gel o jugo constituido por proteínas estructurales, en el que están dispersos el o los nucléolos y la cromatina. Su composición es de Agua, aminoácidos, iones, lípidos, hidratos de carbono, ARN y cromatina.
*Circulan iones diversos, moléculas pequeñas, macromoléculas, etc.
*Sintetiza proteínas de la celular necesaria para acciones vitales.
*Permite las reacciones químicas propias del metabolismo del núcleo.
*Facilita la actividad enzimática y el transporte de precursores y productos finales.


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Autor

Prof. Arnaldo Rodríguez

Educación mención Biología

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