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Acetylierung
Unter Acetylierung versteht man in der organischen Chemie den Austausch von Wasserstoffatomen durch die Acetylgruppe -CO-CH3
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Apoptose
Unter Apoptose versteht man eine Form des Physiologischen Zelltods, der von einer biologischen Zelle im Gegensatz zur Onkose selbst durchgeführt wird.
Die Apoptose ist ein für die Embryonalentwicklung und Funktion aller mehrzelligen Lebewesen essentieller Vorgang. Für ihre Erforschung gab es im Jahr 2002 den Nobelpreis; gegenwärtig wird die Apoptose besonders im Zusammenhang mit der Krebsentstehung und verschiedenen Autoimmunerkrankungen erforscht.
Verschiedene Signale aus der Umgebung der Zelle können bewirken, dass diese den Zellzyklus verlässt und die Apoptose einleitet, darunter z.B. Entzug von Wachstumshormonen (passive A.) oder Aktivierung von Rezeptoren auf der Zellmembranoberfläche (aktive Apoptose). Auch Signale aus dem Zellinnern können Apoptose auslösen nachdem z.B. DNA beschädigt wurde.
Sowohl externe als auch interne Signale führen dazu, dass Cytochrom C aus den Mitochondrien freigesetzt wird und so genannte Caspasen aktiviert werden, welche die DNA der sterbenden Zelle zerschneiden. Letztendlich löst sich die Zelle in ihre Bestandteile auf, die wiederum durch spezialisierte "Fresszellen" (Phagozyten) aufgenommen werden.
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Autosom(al)
Als Autosomen werden in der Genetik alle Chromosomen außer den Geschlechtschromosomen zusammengefasst.
Der Mensch beispielsweise hat 23 Chromosomenpaare, also 46 Chromosomen insgesamt. Davon sind zwei die Geschlechtschromosomen, XY beim Mann und XX bei der Frau. Die restlichen 44 Chromosomen sind die Autosomen.
Als autosomal - entweder autosomal dominant oder autosomal rezessiv - werden dementsprechend Vererbungen oder Erbgänge bezeichnet, bei denen das betroffene Gen oder die Genregion auf einem Autosom liegt.
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Axon; Neurit
Das Axon oder der Neurit ist der lange, faserartige Fortsatz einer Nervenzelle, der elektrische Nervenimpulse vom Zellkörper (Soma) wegleitet.
Das Axon ist eine von einer Biomembran umhüllte Ausstülpung des Zellleibs einer Nervenzelle, die über einen Meter lang sein kann. Das Axon beginnt am so genannten Axonhügel (Colliculus axonis) des Körpers der Nervenzelle, ist am Ende in der Regel baumartig verzweigt (= Telodendron) und mündet in einer Vielzahl von knopfförmig verdickten Endigungen (Synapsenendknöpfchenn), die als Verbindungsstellen (Teil der Synapse) zu anderen Zellen (Nerven-, Muskel-, Sinnes- oder Drüsenzellen) fungieren.
Das Axon ist meist von einer Myelinschicht, der Markscheide (markhaltige Nervenfasern), umgeben, die im ZNS von den Oligodendrozyten und im peripheren Nervensystem von den Schwannschen Zellen gebildet wird. Diese Myelinschicht ermöglicht die saltatorische Weiterleitung des Aktionspotentials, die deutlich weniger Energie benötigt, ein dünneres Axon ermöglicht (Platz- und Material-Ersparnis) und schneller ist als die der kontinuierlichen Weiterleitung.
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Caspase
Caspasen sind eine Familie von Proteasen mit einem Cystein im aktiven Zentrum. Sie spalten Peptidbindungen C-Terminal von Aspartat. Daher der Name: C-Asp-ase (Englisch cysteinyl-aspartate-cleaving proteases).
Caspasen sind die wichtigsten Enzyme der Apoptose, dem programmierten Zelltod. Sie sind damit essentiell für die korrekte Entwicklung eines Lebewesens, aber auch für die Antwort einer Zelle auf schwere Beschädigung oder Infektion durch Viren.
Zum Auslösen des Zelltods werden Initiator-Caspasen (z.B Caspase-8 und 9) aktiviert. Diese wiederum spalten die pro-(Vorläufer-) Form nachgeschalteter Caspasen (unter anderem Caspase 3, 7 6), wodurch diese aktiviert werden und schließlich zum Zelltod führen.
Eine Fehlsteuerung dieser Mechanismen kann zu schweren Krankheiten führen. Ein Beispiel dafür ist Chorea Huntington, wo eine Initiatorcaspase fälschlich aktiviert wird und so gesunde Zellen absterben. Medikamentöse Blockade der Caspase kann diesen Vorgang unterdrücken.
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CBP: Creb Binding Protein (Transkriptionsregulator)
Die verwandten Proteine p300 und CBP (cAMP-response-element-binding-protein) sind verwandte Transkriptions-Coaktivatoren, die mit anderen Proteinen die Genexpression regeln und in der Zelldifferenzierung, aber auch in der Signaltransduktion eine Rolle spielen. Beide Proteine haben eine Histon-Acetyl-Transferase-Aktivität und agieren damit direkt am Chromatin, um die Transkription zu erleichtern
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Congo red: Kongorot
3,3'-(4,4'-Biphenyldiylbisazo)bis(4-amino-1- naphthalinsulfonsäure)- Dinatriumsalz
Kongorot gehört wie Methylorange und Methylrot zur Gruppe der Azofarbstoffe und wird als pH-Indikator verwendet. Kongorot schlägt bei pH 3.0-5.2 von blauviolett nach rotorange um und eignet sich daher als Indikator für die Säure-Base-Titration.
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Dimerisierung
Verbinden sich zwei gleiche Moleküle, spricht man von einem Homodimer, eine Verbindung zweier verschiedener Moleküle ist ein Heterodimer.
Viele Proteine sind oft erst als Dimere funktional.
Dimer bei DNA : unphysiologische Paarbildung, z.B. bei Bestrahlung.
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Expression - Gentechnischer Begriff
Expression bedeutet, dass anhand der Bauanleitung der genetischen Information auf der DNA ein Eiweißmolekül synthetisiert wird, zum Beispiel Insulin oder Wachstumshormon. Gentechniker verwenden den Begriff Expression aber auch anders, nämlich zum Beispiel als "Expression von Insulin". Wie stark ein Gen exprimiert wird, wieviele Eiweißmoleküle also synthetisiert werden, das wird durch Regulatorsequenzen gesteuert, etwa über die Menge an Boten-RNA. Das ist jene Zwischenstufe, über die die genetische Information vom Zellkern zur Eiweißfabrik, zu den Ribosomen, transportiert wird. "Expression" taucht auch in einem weiteren Zusammenhang auf: in Expressionsvektor. Das ist eine spezifische Genfähre, mit der ein fremdes Gen in Bakterien eingeschleust wird und die es erlaubt, das Protein optimal zu synthetisieren.
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Histologie: Lehre von den Geweben des Körpers
Die Histologie untersucht mikroskopische Gewebsschnitte mittels besonderer Färbetechniken. An Hand histologischer Schnitte lassen sich oft sehr genaue Diagnosen stellen; so wird für die Diagnose Krebs auch heute noch in der Regel ein histologischer Befund gefordert. In der Medizin gilt das Prinzip, das jedes operativ entfernte Teil histologisch untersucht werden sollte. Will man bei einem Organ eine histologische Untersuchung anstellen, ohne das Organ wesentlich zu schädigen oder ganz zu entfernen, dann entnimmt man eine gezielte Biopsie.
Ein wesentliches Arbeitsmittel der Histologie ist das Lichtmikroskop, heute durch das höher auflösende Elektronenmikroskop ergänzt.
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Histopathologie: krankhafte Veränderungen des Gewebes
Die klassische histopathologische Diagnostik erkennt makroskopischen und mikroskopische Abweichungen von der normalen Gewebearchitektur und Zellmorphologie. Dazu werden die gewonnen Gewebe zunächst fixiert, hauchdünn geschnitten und dann mit speziellen Farbstoffen angefärbt.
Darüber hinaus können mit Hilfe der Immunhistochemie einzelne, für bestimmte Zellen (z.B. T-Lymphozyt, Brustkrebszelle) charakteristische Eiweiße (Proteine) nachgewiesen werden.
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Knock in und Knock out
Knock in - ein Gen wird hinzugefügt, das die Aktivität von problematischen Genen bremst
Knock out - ist die gezielte Entfernung eines Gens
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LH; LH-RH Agonist
Das luteinisierende Hormon (LH) ist ein nicht-geschlechtsspezifisches Hormon der Hypophyse, das bei den beiden Geschlechtern unterschiedliche Funktionen hat.
Bei Männern regt LH die Bildung des männlichen Geschlechtshormons Testosteron an.
Bei Frauen löst LH den Eisprung aus.
LH-RH Agonist. Ein Medikament, das die Ausschüttung von Sexualhormonen verhindert, Bei Männern führt dies zur Senkung des Testosteron-Niveaus.
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Ligand
Atom, Molekül oder Ion, das an das Zentralatom oder -ion bei Koordinationsverbindungen angelagert ist.
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Microtubulus
Mikrotubuli sind kleine, röhrenförmige Gebilde in den Zellen, die aus polymerisiertem Tubulin gebildet werden. Die Durchmesser solcher Mikrotubuli variieren zwischen 15 und 25 Nanometer. 2 Mikrotubuli werden immer von 9 anderen umrahmt. Sie verschieben sich gegeneinander.
Mikrotubuli erfüllen sehr wichtige Aufgaben in den Zellen.
Sie bilden für viele Einzeller die Geißel.
Sie haben die Aufgabe, bei der Zellteilung die verdoppelten Chromosomen in die beiden neuen Zellen zu ziehen.
Sie transportieren die Vesikeln und Granula durch die Zellen.
Sie bilden ein Gerüst, um die Form der Zellen zu wahren.
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Mitochondrien
Ein Mitochondrium (auch: "Mitochondrion", Plural: Mitochondrien) ist ein von einer Doppelmembran (Hülle) umschlossenes Organell, das als "Kraftwerk" der eukaryontischen Zelle fungiert. Die Hauptfunktion des Mitochondriums ist es, im Rahmen der Zellatmung unter Sauerstoff-Verbrauch ATP, die universelle Energiewährung der Zelle, herzustellen. Mitochondrien kommen verteilt im Cytosol der meisten Eukaryonten vor.
Besonders viele Mitochondrien finden sich in Zellen, die viel Energie verbrauchen (z.B. Muskelzellen, Nervenzellen, Sinneszellen, Eizellen). Bis vor kurzem nahm man an, dass Mitochodrien über das Plasma der Eizelle nur von der Mutter vererbt werden, was Anlass zur Erforschung mütterlicher Verwandtschaftslinien gab; doch hat sich mittlerweile herausgestellt, dass auch bei der Befruchtung durch das Spermium einige männliche Mitochondrien in das Plasma der befruchteten Eizelle (Zygote) importiert werden.
Der Transport von Proteinen in die Mitochondrien erfolgt über die äußere Membran durch den TOM-Komplex (Translocase of outer mitochondrial membrane) und über die innere Membran durch den TIM-Komplex (Translocase of inner mitochondrial membrane) und beinhaltet die Funktion von Chaperonen, besonders Hsp70. Durch eine defekte Mitochondrien-Funktion (Mitochondriopathien) können Krankheiten hervorgerufen werden. Mitochondrien vermehren sich durch Teilung. Eine tierische Zelle, die ihre Mitochondrien verliert, ist nicht in der Lage diese zu regenerieren.
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Neuropathologie
Die Neuropathologie umfasst die Beratung und Unterstützung der in Vorsorge und Krankenbehandlung tätigen Ärzte bei der Erkennung der Krankheiten des Nervensystems und der Skelettmuskulatur sowie ihrer Ursachen, bei der Überwachung des Krankheitsverlaufes und bei der Bewertung therapeutischer Maßnahmen durch die Beurteilung übersandten morphologischen Untersuchungsgutes oder durch die Obduktion des Nervensystems, auch bei versicherungsmedizinischen Zusammenhangsfragen.
Bei den Artikeln auf unserer Seite wird der Begriff auch verwandt für die Erkennung krankhafter Veränderungen mittels neuropathologischen Methoden wie z. B. der Histologie (Untersuchung dünner oder “halbdünner” (semithin), plastifizierter Schnitte).
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Pathogenese
Gesamtheit der an Entstehung und Entwicklung einer Krankheit beteiligten Faktoren
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Phänotyp: Erscheinungsbild eines Organismus.
Der Phänotyp schließt alle inneren und äußeren Strukturen und Funktionen ein. Im Laufe der individuellen Entwicklung kann sich der Phänotyp eines Organismus ändern. Zwar sind die äußeren Merkmal eines Organismus durch seine genetischen Informationen festgelegt (Genotyp), der Phänotyp ist jedoch davon abhängig, welche Gene tatsächlich ausgeprägt werden (Expression). So liegen in den sich geschlechtlich vermehrenden Organismen viele Gene in zwei Varianten – eine vom Vater, die andere von der Mutter – vor. Nur das dominante Gen wird umgesetzt.
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Phosphorylierung
Unter Phosphorylierung versteht man in der Biochemie das kovalente Binden einer Phosphatgruppe an den Aminosäurerest eines Proteins. Die Enzyme, die diese Reaktion katalysieren, heißen Kinasen. Phosphorylierungen haben oft Konformationsänderungen des Proteins zur Folge, so dass es zwei verschiedene Formen des Proteins gibt, von denen eine die aktivierte (die phosphorylierte) Form und die andere die inaktivierte (die dephosphorylierte) Form ist.
Lediglich drei Aminosäuren können phosphoryliert werden: Tyrosinkinasen binden die Phosphatgruppe an Tyrosin, Serin-Threonin-Kinasen an Serin oder Threonin.
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Proteasom: Hochmolekularer Enzymkomplex
Das Proteasom besteht aus zwei komplexen Teilkomponenten, dem zylindrischen 20S Kernpartikel (oder auch 20S Proteasom) sowie einem 19S Cap-Partikel, der an die Enden des 20S Kernpartikels andockt. Der Gesamtkomplex, das sogenannte 26S Proteasom, wird als die biologisch aktive Einheit innerhalb der Zelle angesehen.
Es hat sich herausgestellt, daß das 26S Proteasom essentiell für das Leben der Zelle ist und die Aufgabe hat, eine Vielzahl von Proteinen auf bestimmte Signale hin abzubauen. Dieser dann eintretende Proteinabbau ist für die Zelle lebensnotwendig. So werden auf bestimmte Signale hin metabolische Enzyme, Transkriptionsfaktoren oder auch den Zellzyklus regulierende Proteine wie Zykline, CDK-Inhibitoren oder Zellzyklusregulatoren abgebaut.
Diese Funktionen machen das Proteasom zu einem zentralen Schalter innerhalb der Zelle. Als dieser und insbesondere auch wegen seiner Funktionen im Zellzyklus wird das Proteasom als ein mögliches Zielmolekül für die Therapie verschiedener Krankheiten, u.a. des Krebses, angesehen.
Weitere Erklärung dazu siehe zum Beispiel unter
www.uni-stuttgart.de/ibc/wolf/proteasome_deutsch.html
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Protein-Profiling
Ermittlung der Veränderungen bestimmter Proteine (quantitative protein profiling)
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Spinozerebelläre Ataxien (im Englischen spinocerebellar ataxias, kurz SCA genannt) sind eine große Gruppe klinisch sehr homogener, neurodegenerativer Erkrankungen des Menschen und treten mit einer Frequenz von einem Patienten unter 100000 Menschen auf.
Bei betroffenen Personen zeigen sich erste Symptome in der Regel im mittleren Lebensalter durch Bewegungsstörungen, ungewöhnliche Augenbewegungen, abnehmender Orientierungssinn und abnehmende Wahrnehmungsfähigkeit. Im weiteren Verlauf verstärken sich die Symptome und führen schließlich zum Tod. Pathologisch begleitet die Krankheit ein Verlust der so genannten Purkinje-Zellen, die von ihrer Ausdehnung größten Neuronen des Cerebellum. Genetisch ist die Gruppe der Erkrankungen sehr heterogen, so gehören SCA Typ 1,2,6,7 und 17 zur Gruppe der Polyglutamin-Expansionserkrankungen wie Chorea Huntington, SBMA und DRPLA und werden in der Regel autosomal dominant vererbt. Die biologische Funktion der Proteine, welche diese Typen der Krankheiten auslösen (sie heißen Ataxin 1, 2, 3, 6, 7 und TBP (bei SCA17) ist heute größtenteils unklar. Über die anderen Typen von SCA, (es gibt mittlerweile 25 bekannte Subtypen (Stand 06/04)) ist relativ wenig bekannt, jedoch kodieren nicht alle betroffenen Gene für Proteine. Das SCA8 Gen kodiert ZB für eine antisense-RNA, was wissenschaftlich gesehen als kleinere Sensation zu werten war. Die Forschung zu SCAs wurde in den letzten Jahren stark intensiviert, doch ist sie im Moment noch nicht so weit fortgeschritten, das Patienten in näherer Zukunft mit einer funktionierenden Therapie rechnen dürfen.
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Transgen, transgenetisch: Gen, das mit gentechnischen Verfahren von Organismen einer Art auf die einer anderen übertragen worden ist.
Vielfach wird der Begriff als Adjektiv für gentechnisch veränderte Pflanzen, Tiere oder Mikroorganismen gebraucht: eine transgene Pflanze ist eine Pflanze, in die ein Gen einer anderen Spezies eingeführt worden ist. Dieses Gen wird in Form eines geeigneten Genkonstrukts in der Regel mit gentechnischen Verfahren (Rekombinationstechniken) übertragen. Anders als bei der natürlichen Fortpflanzung oder den klassischen Züchtungstechniken stellen dabei die Artgrenzen keine Barrieren dar.
Manchmal wird Transgen auch als Bezeichnung für einen gentechnisch veränderten Organismus (GVO) gebraucht.
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TEM: Transmissionselektronenmikroskopie
Im Gegensatz zur Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden die Proben bei der TEM in dünnen Schnitten untersucht. Erfasst wird der vom Objekt durchgelassenen und nicht der reflektierte Anteil des Elektronenstrahls. Die moderne TEM lässt eine Auflösung von 0.15 Nanometern zu und erfasst damit knapp atomare Bereiche. Die Auflösung ist damit etwa 100'000fach höher als beim Auge. Die effektiv erreichte Auflösung liegt wegen der nötigen Aufbereitung der Proben (Einbettung in Kunststoff, Dünnschnitte) bei etwa 1.5 Nanometern.
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Transkription
Transkription:(von lat. trans: jenseits, hinüber und scribere: schreiben) ist in der Biologie der erste Schritt der Proteinbiosynthese sowie die Synthese der tRNA und der rRNA.
Die in der DNA des Zellkerns gespeicherte Information für die Synthese von Eiweißmolekülen wird bei der Transkription auf die Boten-RNA übertragen. Das beteiligte Enzym heißt Transkriptase. Die Boten-RNA ist ein einsträngiges Molekül aus Nukleotid-Bausteinen, deren Abfolge komplementär zu einem der beiden DNA-Stränge ist. Bevor die Boten-RNA die Ribosomen außerhalb des Zellkerns erreicht, werden alle jene Abschnitte entfernt, die für die Proteinbiosynthese nicht erforderlich sind. Sie werden als Introns bezeichnet. Übrig bleiben die Exons, die zu einer langen Kette zusammengefügt werden. Viren, deren Genom aus RNA besteht, etwa HIV, haben ein Enzym, die reverse Transkriptase, das den Bauplan in der RNA als DNA herstellt. Erst dadurch kann sich das Virus in das Zellgenom integrieren. Das erste Medikament gegen HIV hemmt dieses Enzym.
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Translokation
Verlagerung eines Chromosomenteils innerhalb desselben Chromosoms oder in ein anderes
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Ubiquitin
Ubiquitin ist ein aus 76 Aminosäuren bestehendes Polypeptid mit einer relativen Atommasse von etwa 8500. Die Sequenz ist hochgradig konservativ, unterliegt also kaum der Mutation. Die Sequenz der Hefe unterscheidet sich zum Beispiel von der des Menschen an nur drei Basen.
Funktionsweise:
Ubiquitin hat verschiedene Funktionen. Zum einen markiert es unter Verbrauch von ATP Proteine, die abgebaut werden sollen, weil sie nicht mehr benötigt werden. Dieses Markieren nennt man Ubiquitination. Derart markierte Proteine werden in einem proteolytischen Komplex abgebaut. Ein Beispiel ist der Abbau des Cyclins nach Beendigung der Mitose.
Eine weitere Funktion ist das Markieren defekter oder denaturierter Moleküle oder solcher die nicht korrekt synthetisiert worden sind. Diese markierten Molekülen werden anschließend ebenfalls intrazellulär abgebaut.
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VEGF: Vascular Endothelial Growth Factor
VEGF ist ein Wachstumsfaktor, der die Angiogenese u. die Durchlässigkeit der Blutgefäße reguliert
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YAC
YAC hat nichts mit dem asiatischen Rindvieh zu tun, sondern steht für "yeast artifical chromosome", ein künstliches Hefe-Chromosom. Mit solchen YACs sind Gentechniker in der Lage, DNA-Abschnitte zu klonen, etwa, um eine Genom-Bibliothek aufzubauen.
Die künstlichen Hefe-Chromosomen dienen in der Grundlagenforschung als Vektoren oder Genfähren, die die zu klonenden DNA-Abschnitte oder sogar komplette Gene enthalten.
Vorteil dieser Genfähren ist, daß sie große DNA-Fragmente mit einer Länge von mehreren hunderttausend Basenpaaren transportieren können, und damit auch Gene des Human-Genoms. So gibt es zum Beispiel einen YAC-Vektor, der das Gen für das Apolipoprotein A enthält und mit dem bereits transgene Mäuse hergestellt worden sind. YACs enthalten genetische Elemente, die es möglich machen, daß sie sich nach dem Einschleusen in Hefezellen mit jeder Zellteilung verdoppeln.
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