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TEORIA ENDOSIMBIOTICA
Estudiantes:
Alfonso Arias Ríos
Andrés Hernández Bruno
Eileen Fernández Aguilar
Nombre del profesor:
Dagoberto Villegas Carmona
II Cuatrimestre 2013
Introducción __________________________________ 1
Objetivos ____________________________________ 4
La teoría endosimbiótica ________________________ 6
Posible hipótesis ___________________________ 10
Pruebas a favor y en contra de la teoría _______ ____ 17
Conclusiones ________________________________ 18
Recomendaciones ____________________________ 20
Bibliografía __________________________________ 22
Anexos _____________________________________ 24
1
Escribió Virchow (1850), toda célula proviene de
una célula preexistente. Este se ha convertido en
uno de los enunciados insignia de la teoría celular
junto con otros dos dogmas más que afirman: Los
organismos vivos más pequeños son células únicas
y las células son las unidades funcionales de los
organismos multicelulares, para lo que también se
complementa.
En una forma más general las células poseen tres
partes principales: la membrana celular que es la
capa que le da forma y retiene a las organelas
dentro de sus fronteras, el citoplasma que es la
sustancia donde se llevan a cabo la mayoría de las
acciones celulares y finalmente tenemos a el núcleo
que es el director de las funciones que se realizan
en la célula (Rivas, Marta, et.al.Laboratorio virtual
“La célula”. Disco compacto).
2
 A raíz de todo este complejo tema sobre la célula se da
una diferenciación; puesto que, existen dos tipos: la
procarióticas que son primitivas y sencillas, caso contrario
son las eucarióticas, las cuales poseen una estructura más
compleja y para lo cual como se reseñó en el párrafo
anterior, ostentan de una gran variedad de organelas que
cumplen trabajos específicos de mantenimiento celular.
Ahora bien, en este conjunto de células nos encontramos
las de formación animal y las de creación vegetal, cada
una posee caracteres particulares; ya que, como ejemplo
se diferencia una de otra porque la célula vegetal contiene
cloroplastos, actores principales en el proceso de la
fotosíntesis; mientras que, en la célula animal se da la
ausencia de esta organela.
 Estas células son organismos vivientes que provienen,
según la teoría de la hipótesis endosimbiótica, de
bacterias primitivas que se formaron hace más de 2000
millones de años allá en aquellas condiciones inhóspitas
que imperaban en los albores del planeta tierra. Por eso
para reseñar e indagar en este tema, se esboza la
siguiente investigación.
3
4
 Conocer el proceso por el cual las células
contemporáneas y modernas que forman parte de
los seres eucariotas, se desarrollaron y llegaron a
ser autosuficientes.
 Describir los pormenores de la hipótesis
endosimbiótica y qué beneficios trajo con ello a las
formas de vida posteriores a su aparición.
 Realizar un trabajo de investigación que se detalle
en un documento, con todos los aspectos
importantes y relevantes que se asocien con la
hipótesis endosimbiótica
5
6
La teoría endosimbiótica postula que algunos orgánulos propios
de las células eucariotas, especialmente plastos y mitocondrias,
habrían tenido su origen en organismos procariotas que después
de ser englobados por otro microorganismo habrían establecido
una relación endosimbiótica con éste. Se especula con que las
mitocondrias provendrían de proteobacterias alfa (por ejemplo,
rickettsias) y los plastos de cianobacterias.
La teoría endosimbiótica fue popularizada por Lynn Margulis en
1967, con el nombre de endosimbiosis en serie, quien describió
el origen simbiogenético de las células eucariotas.
Según Margullis (1981, Symbiosis in CellEvolution) las células
eucariotas se originaron como comunidades de entidades que
obraban recíprocamente y que terminaron en la fusión de varios
organismos. En la actualidad, se acepta que las mitocondrias y
los cloroplastos de los eucariontes procedan de la
endosimbiosis. Pero la idea de que una espiroqueta
endosimbiótica se convirtiera en los flagelos y cilios de los
eucariontes no ha recibido mucha aceptación, debido a que
estos no muestran semejanzas ultraestructurales con los flagelos
de los procariontes y carecen de ADN.
7
Pero para hablar y comprender mejor sobre la teoría
endosimbiótica, se deben conocer qué condiciones
imperaban en aquella superficie de hace
aproximadamente 3000 millones de años.
Condiciones inhóspitas prevalecían y como ya se ha
dicho: los átomos sencillos dieron origen a los
primeros conglomerados orgánicos para servir de
palestra a aminoácidos que formaron los primeros
organismos procariontes. Así, la era prebiótica
sucedió a la inorgánica y poblaron la tierra
organismos anaerobios capaces de metabolizar a
base moléculas orgánicas de su ambiente.
Entonces, ¿cómo aparecieron esos organismos
primitivos que evolucionaron con el paso de millones
de años y se transformaron en lo que hoy en día
conocemos como mitocondrias?; la comprensión será
sencilla después de la siguiente explicación básica:
8
1. Como bien se sabe, las células aeróbicas necesitan de oxígeno
para producir energía y metabolizar; es decir, como no había
oxígeno solo coexistían con el medio bacterias anaerobias.
2. La atmósfera primitiva debió ser rica en CO2, agua y luz solar.
3. Las bacterias evolucionaron y degradaron moléculas
inorgánicas predominantes en aquel entonces; sulfuro de
hidrógeno (H2S) y agua, a partir de la utilización de la luz solar.
4. La fotosíntesis aumentó la cantidad de oxígeno, ya que la
bacterias convertían el dióxido de carbono y agua junto con luz
solar, en azúcares y liberando oxígeno a la atmósfera como
producto.
5. La acumulación de oxígeno exterminó a muchas bacterias
anaerobias y surgieron como respuesta a esta situación
organismos capaces de metabolizar de forma aeróbica, es
decir, con oxígeno. A raíz de esto aumenta la obtención de
energía considerablemente. Hoy en día sabemos que el
metabolismo aerobio es con creces mucho más eficiente que el
procariota y anaerobio.
6. Las mitocondrias son bacterias englobadas por bacterias
depredadoras más grandes de aquel entonces.
9
10
Una bacteria consumidora de azufre, que
utilizaba el azufre y el calor como fuente de
energía (arquea fermentadora o termoacidófila),
se fusionó con una bacteria nadadora
(espiroqueta) pasando a formar un nuevo
organismo sumando sus características iníciales
de forma sinérgica (en la que el resultado de la
incorporación de dos o más unidades adquiere
mayor valor que la suma de sus componentes). El
resultado fue el primer eucarionte (unicelular
eucariota) y ancestro único de todos los
pluricelulares. El núcleoplasma de las células de
animales, plantas y hongos sería el resultado de
la unión de estas dos bacterias.
11
Este nuevo organismo todavía era anaeróbico, incapaz
de metabolizar el oxígeno, ya que este gas suponía
un veneno para él, por lo que viviría en medios donde
este oxígeno, cada vez más presente, fuese escaso.
En este punto, una nueva incorporación dotaría a este
primigenio eucarionte de la capacidad para
metabolizar oxígeno. Este nuevo endosombionte,
originariamente bacteria respiradora de oxigeno de
vida libre, se convertiría en las actuales mitocondrias
presentes en las células eucariotas de los
pluricelulares, posibilitando su éxito en un medio rico
en oxígeno como ha llegado a convertirse el planeta
Tierra. Los animales y hongos somos el resultado de
esta segunda incorporación.
12
Esta tercera incorporación originó el Reino
vegetal, las recientemente adquiridas células
respiradoras de oxígeno fagocitarían bacterias
fotosintéticas y algunas de ellas, haciéndose
resistentes, pasarían a formar parte del
organismo, originando a su vez un nuevo
organismo capaz de sintetizar la energía
procedente del Sol. Estos nuevos pluricelulares,
las plantas, con su éxito, contribuyeron y
contribuyen al éxito de animales y hongos.
En la actualidad permanecen las bacterias
descendientes de aquellas que debieron, por
incorporación, originar las células eucariotas; así
como aquellos protistas que no participaron en
alguna de las sucesivas incorporaciones.
13
Según Audesirk (2008), la vida eucariota pudo haber
iniciado en el agua cuando organismos grandes
fagocitaban a aquellos más pequeños ya previamente
evolucionados simbióticamente. De ahí aparecieron las
algas – ancestros de las plantas – las cuales se volvieron
multicelulares. Con respecto a los organismos animales,
la evolución carece de registro fósil, por lo que es difícil
concatenar cómo se pasó de la vida unicelular a la
multicelular; sin embargo se aduce que organismos súper
sencillos como esponjas y medusas fueron los primeros.
Hay evidencia de que los primeros procariotas aparecieron
hace, aproximadamente, 3,500 millones de años. Los
eucariotas, o células con organelos, se desarrollaron
mucho más tarde. Es difícil saber exactamente cuándo
aparecieron por primera vez las primeras células
eucarióticas, debido a la falta de evidencia fósil. Sin
embargo, algunos biólogos creen que los eucariotas
evolucionaron de los procariotas, hace de mil a dos mil
millones de años.
14
La mayoría de los biólogos piensa que los eucariotas
evolucionaron de los procariotas. Se han propuesto varias
hipótesis para explicar cómo pudo haber pasado esto. A
una explicación se le llama la hipótesis simbiótica. La
hipótesis simbiótica propone que las células eucarióticas
evolucionaron de células procarióticas cuando algunos
procariotas empezaron a vivir dentro de otras células.
Llamamos simbiosis a la asociación entre organismos
de diferentes clases, muchas veces con beneficio mutuo.
Muchos biólogos creen que los eucariotas surgieron de
una simbiosis en la que algunas células simplemente
absorbieron otras. O tal vez algunas células pequeñas se
movieron hacia dentro de unas células grandes. Si ambas
células se beneficiaban, podían haber continuado viviendo
en esa forma. Las células más pequeñas podían haber
continuado creciendo y dividiéndose dentro de hospedero
más grande. La célula más grande también pudo haber
seguido creciendo. Cuando la célula grande se dividió,
cada una de las células hijas pudo haber recibido algunas
células "huéspedes".
15
Los biólogos han señalado semejanzas entre
algunos organelos, en células eucarióticas y
algunas células procarióticas, en apoyo de la
hipótesis simbiótica.
Los cloroplastos son similares a las bacterias
verde-azules. Los organismos procariotas son,
aproximadamente, del mismo tamaño, la misma
forma y tienen, más o menos, la misma
estructura interna que las mitocondrias y los
cloroplastos que encontramos en las células
eucarióticas. También se ha demostrado que las
mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio
DNA y ribosomas, similares al DNA y a los
ribosomas de las bacterias, y pueden llevar a
cabo la reproducción y síntesis de proteínas.
16
17
18
Básicamente lo que la Teoría de la Endosimbiosis Serial
viene a decir que las modernas células eucarióticas
descienden de células a las que se fusionaron bacterias
por simbiosis sucesivas, dotándolas de funciones nuevas y
provechosas.
Con la evolución, esa simbiosis se convirtió en una
integración de un organismo en otro y es así como ahora
las células modernas poseen mitocondrias (que proveen
de energía mediante la respiración celular) y las células
vegetales poseen cloroplastos (que permiten la realización
del proceso, esencial para la vida, de la fotosíntesis).
Lynn Margulis propuso un modelo radical. Como era de
esperar, recibió críticas de todas partes, pero ella no pidió
que no se la criticara, sino que soportó todas las críticas,
las blandas y las duras, las destructivas y las constructivas,
las razonadas y las demoledoras.
Existen afirmaciones a favor y en contra de la
endosimbiosis, entre las cuales prevalecen las que están a
favor en número y sustento.
19
20
 Es importante que este conocimiento sobre la
evolución de la célula se aplique antes de
iniciar cualquier tipo de tema biológico, ya
que es una de las teorías que inicia con el
origen de la célula y esta es la unidad
esencial que forma a todo ser vivo.
 Por la cantidad de información que contiene
esta teoría se puede recomendar que a la
hora de enseñar sobre este tema a los
estudiantes se utilice materiales y actividades
visuales e interactivas para su mayor
comprensión y retención.
21
22
 http://biologiamedica.blogspot.com/2011/
09/la-teoria-endosimbiotica.html
 Audesirk, T; et. al. (2008). Biología: La vida
en la tierra. 8va. ed. Pearson: México D.F.
pp. 335 – 341
 Rivas, Marta, et.al.Laboratorio virtual “La
célula”. Disco compacto
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  • 1. TEORIA ENDOSIMBIOTICA Estudiantes: Alfonso Arias Ríos Andrés Hernández Bruno Eileen Fernández Aguilar Nombre del profesor: Dagoberto Villegas Carmona II Cuatrimestre 2013
  • 2. Introducción __________________________________ 1 Objetivos ____________________________________ 4 La teoría endosimbiótica ________________________ 6 Posible hipótesis ___________________________ 10 Pruebas a favor y en contra de la teoría _______ ____ 17 Conclusiones ________________________________ 18 Recomendaciones ____________________________ 20 Bibliografía __________________________________ 22 Anexos _____________________________________ 24
  • 3. 1
  • 4. Escribió Virchow (1850), toda célula proviene de una célula preexistente. Este se ha convertido en uno de los enunciados insignia de la teoría celular junto con otros dos dogmas más que afirman: Los organismos vivos más pequeños son células únicas y las células son las unidades funcionales de los organismos multicelulares, para lo que también se complementa. En una forma más general las células poseen tres partes principales: la membrana celular que es la capa que le da forma y retiene a las organelas dentro de sus fronteras, el citoplasma que es la sustancia donde se llevan a cabo la mayoría de las acciones celulares y finalmente tenemos a el núcleo que es el director de las funciones que se realizan en la célula (Rivas, Marta, et.al.Laboratorio virtual “La célula”. Disco compacto). 2
  • 5.  A raíz de todo este complejo tema sobre la célula se da una diferenciación; puesto que, existen dos tipos: la procarióticas que son primitivas y sencillas, caso contrario son las eucarióticas, las cuales poseen una estructura más compleja y para lo cual como se reseñó en el párrafo anterior, ostentan de una gran variedad de organelas que cumplen trabajos específicos de mantenimiento celular. Ahora bien, en este conjunto de células nos encontramos las de formación animal y las de creación vegetal, cada una posee caracteres particulares; ya que, como ejemplo se diferencia una de otra porque la célula vegetal contiene cloroplastos, actores principales en el proceso de la fotosíntesis; mientras que, en la célula animal se da la ausencia de esta organela.  Estas células son organismos vivientes que provienen, según la teoría de la hipótesis endosimbiótica, de bacterias primitivas que se formaron hace más de 2000 millones de años allá en aquellas condiciones inhóspitas que imperaban en los albores del planeta tierra. Por eso para reseñar e indagar en este tema, se esboza la siguiente investigación. 3
  • 6. 4
  • 7.  Conocer el proceso por el cual las células contemporáneas y modernas que forman parte de los seres eucariotas, se desarrollaron y llegaron a ser autosuficientes.  Describir los pormenores de la hipótesis endosimbiótica y qué beneficios trajo con ello a las formas de vida posteriores a su aparición.  Realizar un trabajo de investigación que se detalle en un documento, con todos los aspectos importantes y relevantes que se asocien con la hipótesis endosimbiótica 5
  • 8. 6
  • 9. La teoría endosimbiótica postula que algunos orgánulos propios de las células eucariotas, especialmente plastos y mitocondrias, habrían tenido su origen en organismos procariotas que después de ser englobados por otro microorganismo habrían establecido una relación endosimbiótica con éste. Se especula con que las mitocondrias provendrían de proteobacterias alfa (por ejemplo, rickettsias) y los plastos de cianobacterias. La teoría endosimbiótica fue popularizada por Lynn Margulis en 1967, con el nombre de endosimbiosis en serie, quien describió el origen simbiogenético de las células eucariotas. Según Margullis (1981, Symbiosis in CellEvolution) las células eucariotas se originaron como comunidades de entidades que obraban recíprocamente y que terminaron en la fusión de varios organismos. En la actualidad, se acepta que las mitocondrias y los cloroplastos de los eucariontes procedan de la endosimbiosis. Pero la idea de que una espiroqueta endosimbiótica se convirtiera en los flagelos y cilios de los eucariontes no ha recibido mucha aceptación, debido a que estos no muestran semejanzas ultraestructurales con los flagelos de los procariontes y carecen de ADN. 7
  • 10. Pero para hablar y comprender mejor sobre la teoría endosimbiótica, se deben conocer qué condiciones imperaban en aquella superficie de hace aproximadamente 3000 millones de años. Condiciones inhóspitas prevalecían y como ya se ha dicho: los átomos sencillos dieron origen a los primeros conglomerados orgánicos para servir de palestra a aminoácidos que formaron los primeros organismos procariontes. Así, la era prebiótica sucedió a la inorgánica y poblaron la tierra organismos anaerobios capaces de metabolizar a base moléculas orgánicas de su ambiente. Entonces, ¿cómo aparecieron esos organismos primitivos que evolucionaron con el paso de millones de años y se transformaron en lo que hoy en día conocemos como mitocondrias?; la comprensión será sencilla después de la siguiente explicación básica: 8
  • 11. 1. Como bien se sabe, las células aeróbicas necesitan de oxígeno para producir energía y metabolizar; es decir, como no había oxígeno solo coexistían con el medio bacterias anaerobias. 2. La atmósfera primitiva debió ser rica en CO2, agua y luz solar. 3. Las bacterias evolucionaron y degradaron moléculas inorgánicas predominantes en aquel entonces; sulfuro de hidrógeno (H2S) y agua, a partir de la utilización de la luz solar. 4. La fotosíntesis aumentó la cantidad de oxígeno, ya que la bacterias convertían el dióxido de carbono y agua junto con luz solar, en azúcares y liberando oxígeno a la atmósfera como producto. 5. La acumulación de oxígeno exterminó a muchas bacterias anaerobias y surgieron como respuesta a esta situación organismos capaces de metabolizar de forma aeróbica, es decir, con oxígeno. A raíz de esto aumenta la obtención de energía considerablemente. Hoy en día sabemos que el metabolismo aerobio es con creces mucho más eficiente que el procariota y anaerobio. 6. Las mitocondrias son bacterias englobadas por bacterias depredadoras más grandes de aquel entonces. 9
  • 12. 10
  • 13. Una bacteria consumidora de azufre, que utilizaba el azufre y el calor como fuente de energía (arquea fermentadora o termoacidófila), se fusionó con una bacteria nadadora (espiroqueta) pasando a formar un nuevo organismo sumando sus características iníciales de forma sinérgica (en la que el resultado de la incorporación de dos o más unidades adquiere mayor valor que la suma de sus componentes). El resultado fue el primer eucarionte (unicelular eucariota) y ancestro único de todos los pluricelulares. El núcleoplasma de las células de animales, plantas y hongos sería el resultado de la unión de estas dos bacterias. 11
  • 14. Este nuevo organismo todavía era anaeróbico, incapaz de metabolizar el oxígeno, ya que este gas suponía un veneno para él, por lo que viviría en medios donde este oxígeno, cada vez más presente, fuese escaso. En este punto, una nueva incorporación dotaría a este primigenio eucarionte de la capacidad para metabolizar oxígeno. Este nuevo endosombionte, originariamente bacteria respiradora de oxigeno de vida libre, se convertiría en las actuales mitocondrias presentes en las células eucariotas de los pluricelulares, posibilitando su éxito en un medio rico en oxígeno como ha llegado a convertirse el planeta Tierra. Los animales y hongos somos el resultado de esta segunda incorporación. 12
  • 15. Esta tercera incorporación originó el Reino vegetal, las recientemente adquiridas células respiradoras de oxígeno fagocitarían bacterias fotosintéticas y algunas de ellas, haciéndose resistentes, pasarían a formar parte del organismo, originando a su vez un nuevo organismo capaz de sintetizar la energía procedente del Sol. Estos nuevos pluricelulares, las plantas, con su éxito, contribuyeron y contribuyen al éxito de animales y hongos. En la actualidad permanecen las bacterias descendientes de aquellas que debieron, por incorporación, originar las células eucariotas; así como aquellos protistas que no participaron en alguna de las sucesivas incorporaciones. 13
  • 16. Según Audesirk (2008), la vida eucariota pudo haber iniciado en el agua cuando organismos grandes fagocitaban a aquellos más pequeños ya previamente evolucionados simbióticamente. De ahí aparecieron las algas – ancestros de las plantas – las cuales se volvieron multicelulares. Con respecto a los organismos animales, la evolución carece de registro fósil, por lo que es difícil concatenar cómo se pasó de la vida unicelular a la multicelular; sin embargo se aduce que organismos súper sencillos como esponjas y medusas fueron los primeros. Hay evidencia de que los primeros procariotas aparecieron hace, aproximadamente, 3,500 millones de años. Los eucariotas, o células con organelos, se desarrollaron mucho más tarde. Es difícil saber exactamente cuándo aparecieron por primera vez las primeras células eucarióticas, debido a la falta de evidencia fósil. Sin embargo, algunos biólogos creen que los eucariotas evolucionaron de los procariotas, hace de mil a dos mil millones de años. 14
  • 17. La mayoría de los biólogos piensa que los eucariotas evolucionaron de los procariotas. Se han propuesto varias hipótesis para explicar cómo pudo haber pasado esto. A una explicación se le llama la hipótesis simbiótica. La hipótesis simbiótica propone que las células eucarióticas evolucionaron de células procarióticas cuando algunos procariotas empezaron a vivir dentro de otras células. Llamamos simbiosis a la asociación entre organismos de diferentes clases, muchas veces con beneficio mutuo. Muchos biólogos creen que los eucariotas surgieron de una simbiosis en la que algunas células simplemente absorbieron otras. O tal vez algunas células pequeñas se movieron hacia dentro de unas células grandes. Si ambas células se beneficiaban, podían haber continuado viviendo en esa forma. Las células más pequeñas podían haber continuado creciendo y dividiéndose dentro de hospedero más grande. La célula más grande también pudo haber seguido creciendo. Cuando la célula grande se dividió, cada una de las células hijas pudo haber recibido algunas células "huéspedes". 15
  • 18. Los biólogos han señalado semejanzas entre algunos organelos, en células eucarióticas y algunas células procarióticas, en apoyo de la hipótesis simbiótica. Los cloroplastos son similares a las bacterias verde-azules. Los organismos procariotas son, aproximadamente, del mismo tamaño, la misma forma y tienen, más o menos, la misma estructura interna que las mitocondrias y los cloroplastos que encontramos en las células eucarióticas. También se ha demostrado que las mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio DNA y ribosomas, similares al DNA y a los ribosomas de las bacterias, y pueden llevar a cabo la reproducción y síntesis de proteínas. 16
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  • 21. Básicamente lo que la Teoría de la Endosimbiosis Serial viene a decir que las modernas células eucarióticas descienden de células a las que se fusionaron bacterias por simbiosis sucesivas, dotándolas de funciones nuevas y provechosas. Con la evolución, esa simbiosis se convirtió en una integración de un organismo en otro y es así como ahora las células modernas poseen mitocondrias (que proveen de energía mediante la respiración celular) y las células vegetales poseen cloroplastos (que permiten la realización del proceso, esencial para la vida, de la fotosíntesis). Lynn Margulis propuso un modelo radical. Como era de esperar, recibió críticas de todas partes, pero ella no pidió que no se la criticara, sino que soportó todas las críticas, las blandas y las duras, las destructivas y las constructivas, las razonadas y las demoledoras. Existen afirmaciones a favor y en contra de la endosimbiosis, entre las cuales prevalecen las que están a favor en número y sustento. 19
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  • 23.  Es importante que este conocimiento sobre la evolución de la célula se aplique antes de iniciar cualquier tipo de tema biológico, ya que es una de las teorías que inicia con el origen de la célula y esta es la unidad esencial que forma a todo ser vivo.  Por la cantidad de información que contiene esta teoría se puede recomendar que a la hora de enseñar sobre este tema a los estudiantes se utilice materiales y actividades visuales e interactivas para su mayor comprensión y retención. 21
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  • 25.  http://biologiamedica.blogspot.com/2011/ 09/la-teoria-endosimbiotica.html  Audesirk, T; et. al. (2008). Biología: La vida en la tierra. 8va. ed. Pearson: México D.F. pp. 335 – 341  Rivas, Marta, et.al.Laboratorio virtual “La célula”. Disco compacto 23
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