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DNA-Replikation und Transkription: Einfach Erklärt für Kids

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Emily

23.9.2021

Biologie

molekular Genetik

DNA-Replikation und Transkription: Einfach Erklärt für Kids

Die DNA-Replikation und Proteinbiosynthese sind fundamentale Prozesse der Molekularbiologie, die für die Weitergabe und Expression genetischer Information essentiell sind.

• Die DNA-Replikation erfolgt durch verschiedene Enzyme wie Helicase und DNA-Polymerase
• Die Transkription wandelt DNA-Information in RNA um
• Die Translation führt zur Proteinsynthese an den Ribosomen
• RNA-Prozessierung und alternatives Spleißen ermöglichen verschiedene Proteinvarianten
• Unterschiede zwischen Prokaryoten und Eukaryoten beeinflussen diese Prozesse

...

23.9.2021

3401

Proteinbiosynthese:
DNA Replikation:
Die Helicase trennt die beiden DNA-Stränge an der Replikationsgabel reißverschlussartig auf. An
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Transkription: Von DNA zu RNA

Die Transkription ist der erste Schritt der Genexpression, bei dem die genetische Information von der DNA auf die RNA übertragen wird. Bei Eukaryoten findet dieser Prozess im Zellkern statt.

Highlight: Der Ablauf der Transkription lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen: Initiation, Elongation und Termination.

Die Transkription Initiation beginnt mit der Bindung der RNA-Polymerase an eine spezifische DNA-Sequenz, den Promotor. Dies führt zur Öffnung der DNA-Doppelhelix in diesem Bereich.

Vocabulary: Promotor - Eine DNA-Sequenz, die den Startpunkt für die Transkription markiert.

Während der Transkription Elongation liest die RNA-Polymerase den codogenen Strang der DNA ab und synthetisiert einen komplementären RNA-Strang in 5'-3'-Richtung. Dabei benötigt sie im Gegensatz zur DNA-Replikation keinen Primer.

Example: Man kann sich die RNA-Polymerase wie einen Reißverschluss vorstellen, der die DNA öffnet, die Information abliest und dann wieder schließt.

Die Transkription Termination erfolgt, wenn die RNA-Polymerase auf eine Terminator-Sequenz trifft. An diesem Punkt löst sich das Enzym von der DNA und setzt die fertige mRNA frei.

Quote: "Die Transkription endet, wenn die RNA-Polymerase auf den Terminator stößt."

Proteinbiosynthese:
DNA Replikation:
Die Helicase trennt die beiden DNA-Stränge an der Replikationsgabel reißverschlussartig auf. An
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Translation: Von RNA zu Protein

Die Translation ist der Prozess, bei dem die genetische Information der mRNA in eine Aminosäuresequenz übersetzt wird. Dieser Vorgang findet an den Ribosomen statt, die aus einer großen und einer kleinen Untereinheit bestehen.

Highlight: Die Translation und Transkription sind eng miteinander verknüpft, wobei die Translation der Transkription folgt.

Der Prozess beginnt, wenn sich die mRNA an die kleine Ribosomenuntereinheit anlagert. Die Ribosomen "scannen" die mRNA, bis sie auf ein Start-Codon (AUG) treffen. An dieser Stelle bindet die Start-tRNA mit der Aminosäure Methionin.

Vocabulary: Codon - Ein Basentriplett auf der mRNA, das für eine spezifische Aminosäure oder ein Stoppsignal codiert.

Das Ribosom verfügt über zwei tRNA-Bindungsstellen: die A-Stelle für die ankommende tRNA und die P-Stelle für die tRNA mit der wachsenden Polypeptidkette. Durch wiederholtes Anlegen von Aminosäuren und Verschieben des Ribosoms entlang der mRNA wächst die Polypeptidkette.

Example: Man kann sich den Translationsprozess wie eine Perlenkette vorstellen, bei der jede Perle (Aminosäure) nach einem bestimmten Muster (Codon) aufgefädelt wird.

Die Translation endet, wenn eines der drei Stopp-Codons (UAG, UGA, UAA) erreicht wird. Das Ribosom zerfällt dann in seine Untereinheiten, und das fertige Polypeptid wird freigesetzt.

Definition: Polypeptid - Eine Kette von Aminosäuren, die durch Peptidbindungen miteinander verknüpft sind.

Proteinbiosynthese:
DNA Replikation:
Die Helicase trennt die beiden DNA-Stränge an der Replikationsgabel reißverschlussartig auf. An
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tRNA: Der Schlüssel zur Aminosäure-Codierung

Die Transfer-RNA (tRNA) spielt eine entscheidende Rolle bei der Translation, indem sie die Verbindung zwischen dem genetischen Code und den Aminosäuren herstellt.

Highlight: Jede tRNA verfügt über ein spezifisches Anticodon, das komplementär zu einem Codon auf der mRNA ist.

Die tRNA-Moleküle haben eine charakteristische Kleeblattstruktur mit mehreren funktionellen Bereichen:

  1. Das Anticodon am einen Ende, das mit dem Codon der mRNA paart.
  2. Die Aminosäurebindungsstelle am 3'-Ende, an die die spezifische Aminosäure gebunden wird.

Vocabulary: Anticodon - Eine Sequenz von drei Basen auf der tRNA, die komplementär zu einem Codon auf der mRNA ist.

Die Auswahl der richtigen Aminosäure für jede tRNA wird durch spezifische Enzyme, die tRNA-Synthetasen, sichergestellt. Jede der 20 proteinogenen Aminosäuren hat ihre eigene tRNA-Synthetase.

Example: Man kann sich die tRNA wie einen Übersetzer vorstellen, der die "Sprache" der Nukleinsäuren (Codons) in die "Sprache" der Proteine (Aminosäuren) übersetzt.

Proteinbiosynthese:
DNA Replikation:
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Der genetische Code: Die Sprache des Lebens

Der genetische Code ist das System, durch das die in der DNA-Sequenz gespeicherte Information in Proteine übersetzt wird. Er bildet die Grundlage für die Übertragung genetischer Information von einer Generation zur nächsten.

Highlight: Der genetische Code ist universell, das heißt, er ist in fast allen Organismen identisch.

Wichtige Eigenschaften des genetischen Codes sind:

  1. Es handelt sich um einen Triplett-Code, bei dem jeweils drei Basen (ein Codon) für eine Aminosäure codieren.
  2. Der Code ist degeneriert, was bedeutet, dass mehrere Codons für dieselbe Aminosäure codieren können.

Definition: Degeneration des genetischen Codes - Die Eigenschaft, dass mehrere Codons für dieselbe Aminosäure codieren können.

Diese Degeneration des Codes bietet eine gewisse Redundanz und Fehlertoleranz bei der Proteinbiosynthese. Sie ermöglicht es Organismen, trotz kleinerer Mutationen in der DNA-Sequenz funktionsfähige Proteine zu produzieren.

Example: Die Aminosäure Leucin wird beispielsweise von sechs verschiedenen Codons codiert (UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG), was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sie trotz einer Mutation korrekt in ein Protein eingebaut wird.

Der genetische Code umfasst 64 mögliche Codons, von denen 61 für Aminosäuren codieren und drei als Stopp-Codons fungieren, die das Ende der Proteinsynthese signalisieren.

Quote: "Der genetische Code ist die in der Basensequenz der DNA verschlüsselt vorliegende Information zur Bildung einer Aminosäure."

Proteinbiosynthese:
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Alternatives Spleißen

Das alternative Spleißen ermöglicht die Entstehung verschiedener Proteine aus einer DNA-Sequenz.

Definition: Beim Spleißen werden Introns entfernt und Exons zur fertigen mRNA verknüpft.

Example: Aus einer DNA können durch alternatives Spleißen mehrere verschiedene reife mRNAs entstehen.

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Prokaryoten vs. Eukaryoten

Grundlegende Unterschiede in der Genomorganisation und Genexpression:

Highlight: Prokaryoten haben ein ringförmiges Chromosom ohne Histone, während Eukaryoten lineare DNA mit Histonen besitzen.

Definition: Plasmide sind zusätzliche DNA-Moleküle, die häufig in Prokaryoten vorkommen.

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Genmutationen

Verschiedene Arten von Mutationen können die DNA-Sequenz verändern:

Vocabulary:

  • Deletion: Verlust von Nucleotiden
  • Insertion: Einbau zusätzlicher Nucleotide
  • Translokation: Verlagerung von Chromosomenabschnitten
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PCR-Methode

Die Polymerasekettenreaktion ermöglicht die gezielte Vervielfältigung von DNA-Abschnitten:

Definition: PCR ist eine Methode zur exponentiellen Vermehrung spezifischer DNA-Sequenzen.

Highlight: Die Taq-Polymerase ist hitzebeständig und ermöglicht die DNA-Synthese bei hohen Temperaturen.

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Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

Biologie

3.401

23. Sept. 2021

9 Seiten

DNA-Replikation und Transkription: Einfach Erklärt für Kids

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Emily

@emily_7112

Die DNA-Replikation und Proteinbiosynthese sind fundamentale Prozesse der Molekularbiologie, die für die Weitergabe und Expression genetischer Information essentiell sind.

• Die DNA-Replikation erfolgt durch verschiedene Enzyme wie Helicase und DNA-Polymerase
• Die Transkription wandelt DNA-Information in RNA um
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Transkription: Von DNA zu RNA

Die Transkription ist der erste Schritt der Genexpression, bei dem die genetische Information von der DNA auf die RNA übertragen wird. Bei Eukaryoten findet dieser Prozess im Zellkern statt.

Highlight: Der Ablauf der Transkription lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen: Initiation, Elongation und Termination.

Die Transkription Initiation beginnt mit der Bindung der RNA-Polymerase an eine spezifische DNA-Sequenz, den Promotor. Dies führt zur Öffnung der DNA-Doppelhelix in diesem Bereich.

Vocabulary: Promotor - Eine DNA-Sequenz, die den Startpunkt für die Transkription markiert.

Während der Transkription Elongation liest die RNA-Polymerase den codogenen Strang der DNA ab und synthetisiert einen komplementären RNA-Strang in 5'-3'-Richtung. Dabei benötigt sie im Gegensatz zur DNA-Replikation keinen Primer.

Example: Man kann sich die RNA-Polymerase wie einen Reißverschluss vorstellen, der die DNA öffnet, die Information abliest und dann wieder schließt.

Die Transkription Termination erfolgt, wenn die RNA-Polymerase auf eine Terminator-Sequenz trifft. An diesem Punkt löst sich das Enzym von der DNA und setzt die fertige mRNA frei.

Quote: "Die Transkription endet, wenn die RNA-Polymerase auf den Terminator stößt."

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Translation: Von RNA zu Protein

Die Translation ist der Prozess, bei dem die genetische Information der mRNA in eine Aminosäuresequenz übersetzt wird. Dieser Vorgang findet an den Ribosomen statt, die aus einer großen und einer kleinen Untereinheit bestehen.

Highlight: Die Translation und Transkription sind eng miteinander verknüpft, wobei die Translation der Transkription folgt.

Der Prozess beginnt, wenn sich die mRNA an die kleine Ribosomenuntereinheit anlagert. Die Ribosomen "scannen" die mRNA, bis sie auf ein Start-Codon (AUG) treffen. An dieser Stelle bindet die Start-tRNA mit der Aminosäure Methionin.

Vocabulary: Codon - Ein Basentriplett auf der mRNA, das für eine spezifische Aminosäure oder ein Stoppsignal codiert.

Das Ribosom verfügt über zwei tRNA-Bindungsstellen: die A-Stelle für die ankommende tRNA und die P-Stelle für die tRNA mit der wachsenden Polypeptidkette. Durch wiederholtes Anlegen von Aminosäuren und Verschieben des Ribosoms entlang der mRNA wächst die Polypeptidkette.

Example: Man kann sich den Translationsprozess wie eine Perlenkette vorstellen, bei der jede Perle (Aminosäure) nach einem bestimmten Muster (Codon) aufgefädelt wird.

Die Translation endet, wenn eines der drei Stopp-Codons (UAG, UGA, UAA) erreicht wird. Das Ribosom zerfällt dann in seine Untereinheiten, und das fertige Polypeptid wird freigesetzt.

Definition: Polypeptid - Eine Kette von Aminosäuren, die durch Peptidbindungen miteinander verknüpft sind.

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tRNA: Der Schlüssel zur Aminosäure-Codierung

Die Transfer-RNA (tRNA) spielt eine entscheidende Rolle bei der Translation, indem sie die Verbindung zwischen dem genetischen Code und den Aminosäuren herstellt.

Highlight: Jede tRNA verfügt über ein spezifisches Anticodon, das komplementär zu einem Codon auf der mRNA ist.

Die tRNA-Moleküle haben eine charakteristische Kleeblattstruktur mit mehreren funktionellen Bereichen:

  1. Das Anticodon am einen Ende, das mit dem Codon der mRNA paart.
  2. Die Aminosäurebindungsstelle am 3'-Ende, an die die spezifische Aminosäure gebunden wird.

Vocabulary: Anticodon - Eine Sequenz von drei Basen auf der tRNA, die komplementär zu einem Codon auf der mRNA ist.

Die Auswahl der richtigen Aminosäure für jede tRNA wird durch spezifische Enzyme, die tRNA-Synthetasen, sichergestellt. Jede der 20 proteinogenen Aminosäuren hat ihre eigene tRNA-Synthetase.

Example: Man kann sich die tRNA wie einen Übersetzer vorstellen, der die "Sprache" der Nukleinsäuren (Codons) in die "Sprache" der Proteine (Aminosäuren) übersetzt.

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Der genetische Code: Die Sprache des Lebens

Der genetische Code ist das System, durch das die in der DNA-Sequenz gespeicherte Information in Proteine übersetzt wird. Er bildet die Grundlage für die Übertragung genetischer Information von einer Generation zur nächsten.

Highlight: Der genetische Code ist universell, das heißt, er ist in fast allen Organismen identisch.

Wichtige Eigenschaften des genetischen Codes sind:

  1. Es handelt sich um einen Triplett-Code, bei dem jeweils drei Basen (ein Codon) für eine Aminosäure codieren.
  2. Der Code ist degeneriert, was bedeutet, dass mehrere Codons für dieselbe Aminosäure codieren können.

Definition: Degeneration des genetischen Codes - Die Eigenschaft, dass mehrere Codons für dieselbe Aminosäure codieren können.

Diese Degeneration des Codes bietet eine gewisse Redundanz und Fehlertoleranz bei der Proteinbiosynthese. Sie ermöglicht es Organismen, trotz kleinerer Mutationen in der DNA-Sequenz funktionsfähige Proteine zu produzieren.

Example: Die Aminosäure Leucin wird beispielsweise von sechs verschiedenen Codons codiert (UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG), was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sie trotz einer Mutation korrekt in ein Protein eingebaut wird.

Der genetische Code umfasst 64 mögliche Codons, von denen 61 für Aminosäuren codieren und drei als Stopp-Codons fungieren, die das Ende der Proteinsynthese signalisieren.

Quote: "Der genetische Code ist die in der Basensequenz der DNA verschlüsselt vorliegende Information zur Bildung einer Aminosäure."

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Alternatives Spleißen

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Definition: Beim Spleißen werden Introns entfernt und Exons zur fertigen mRNA verknüpft.

Example: Aus einer DNA können durch alternatives Spleißen mehrere verschiedene reife mRNAs entstehen.

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Prokaryoten vs. Eukaryoten

Grundlegende Unterschiede in der Genomorganisation und Genexpression:

Highlight: Prokaryoten haben ein ringförmiges Chromosom ohne Histone, während Eukaryoten lineare DNA mit Histonen besitzen.

Definition: Plasmide sind zusätzliche DNA-Moleküle, die häufig in Prokaryoten vorkommen.

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Vocabulary:

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PCR-Methode

Die Polymerasekettenreaktion ermöglicht die gezielte Vervielfältigung von DNA-Abschnitten:

Definition: PCR ist eine Methode zur exponentiellen Vermehrung spezifischer DNA-Sequenzen.

Highlight: Die Taq-Polymerase ist hitzebeständig und ermöglicht die DNA-Synthese bei hohen Temperaturen.

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DNA-Replikation: Der Schlüssel zur Zellteilung

Die DNA-Replikation ist ein fundamentaler Prozess in der Molekularbiologie, der die Verdopplung des Erbguts vor der Zellteilung ermöglicht. Der Ablauf der DNA-Replikation ist komplex und involviert mehrere Enzyme und Schritte.

Highlight: Die DNA-Replikation erfolgt semi-konservativ, was bedeutet, dass jeder neue DNA-Strang aus einem alten und einem neu synthetisierten Strang besteht.

Der Prozess beginnt mit der Helicase, die die DNA-Doppelhelix an der Replikationsgabel aufwindet. An den freigelegten Einzelsträngen synthetisiert die Primase kurze RNA-Primer, die als Startpunkte für die DNA-Polymerase dienen.

Vocabulary: Replikationsgabel - Der Y-förmige Bereich, an dem die DNA-Doppelhelix während der Replikation aufgetrennt wird.

Die DNA-Polymerase kann Nukleotide nur in 5'-3'-Richtung verknüpfen. Aufgrund der antiparallelen Struktur der DNA-Stränge erfolgt die Synthese am Leitstrang kontinuierlich, während sie am Folgestrang diskontinuierlich über Okazaki-Fragmente stattfindet.

Definition: Okazaki-Fragmente sind kurze DNA-Abschnitte, die während der diskontinuierlichen Replikation des Folgestrangs synthetisiert werden.

Nach der Synthese der Okazaki-Fragmente werden die RNA-Primer durch DNA-Nukleotide ersetzt und die Fragmente durch die DNA-Ligase zu einem durchgehenden Strang verbunden.

Example: Die kontinuierliche und diskontinuierliche Replikation kann man sich wie das Nähen eines Stoffes vorstellen: Der Leitstrang wird in einem Stück genäht, während der Folgestrang aus vielen kleinen Stücken zusammengesetzt wird.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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