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1、如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流分子生物学原理教案范文【精品文档】第 19 页分子生物学原理教案课程代码 356.237.1前言根据教学大纲要求,按基础医学专业的教学进度安排(总学时46学时),由本系主讲教师共同制订本教案,以供教师备课、讲课、复习指导参考。核酸的结构与功能教学要求:1掌握核苷酸的分子结构,了解连接键及分子表达式2重点掌握DNA、RNA的结构特征及主要功能3了解DNA的理化性质与结构的关系4了解DNA的高级结构课时安排:总学时 4.0第一节 核酸的化学组成及一级结构 1.0第二节 DNA的空间结构与功能 1.0第三节 RNA的结构和功能 1.0第四节 核酸的理化性质 0
2、.8第五节 核酸酶 0.2重点:1 核酸的化学组成2 DNA的双螺旋结构3 RNA的结构和功能4 核酸的理化性质难点:1 DNA的双螺旋结构2 核酸的理化性质教学内容:一、核酸的化学组成及一级结构1核苷酸 嘌呤与嘧啶,DNA和RNA分子中核苷酸组成上的特点,核苷酸各组分之间的连接方式2脱氧核苷酸的连接3核苷酸的连接4核酸的一级结构二、DNA的空间结构与功能1DNA的双螺旋结构 Chargaff规则、B-双螺旋结构模型和Z-DNA。2DNA的超螺旋结构 染色质、核小体、组蛋白、基因3DNA是遗传信息的物质基础三、RNA的结构和功能1mRNA 模板、hnRNA2tRNA 稀有碱基、茎环结构、反密码
3、环3rRNA 核糖体、多核糖体四、核酸的理化性质紫外吸收、变性、复性、增色效应、减色效应、解链温度、杂交、探针。五、核酸酶中、英文专业词汇:nucleic acid核酸purine嘌呤deoxyribonucleic acid(DNA)脱氧核糖核酸pyrimidine嘧啶ribonucleic acid(RNA)核糖核酸adenine(A)腺嘌呤base碱基guanine(G)鸟嘌呤nudeotide核苷酸cytosine(C)胞嘧啶nucleoside核苷uracil(U)尿嘧啶thymine(T)胸腺嘧啶base pair碱基对phosphodiester linkage磷酸二酯键nucl
4、eosome核小体ribosome核糖体hybridization杂交genetic code遗传密码double helix双螺旋supercoil超螺旋probe探针ribosomal RNA(rRNA)核糖体RNAtransfer RNA(tRNA)转运RNAmessenger RNA(mRNA)信使RNA思考题:1 核酸紫外测定的分子基础是什么?2 DNA和RNA的紫外测定结果有何不同?为什么?3 DNA的双螺旋结构的要点是什么?参考书:1 药立波,冯作化,周春燕。医学分子生物学。第三版,人民卫生出版社,2008 2 Benjamin Lewin.Gene VIII.New Jerse
5、y:Pearson Education Inc,Upper Saddle River,2004.3 Donald Volt, Judith G. Volt. Biochemistry. 3rd ed. John Wiley &Sons Inc.,2004.核苷酸代谢 教学要求: 1了解食物核酸的消化吸收和体内核苷酸合成的途径。 2掌握嘌呤和嘧啶核苷酸的合成原料,合成反应特点,分解代谢的产物。 3掌握核糖单核苷酸向脱氧核糖核苷酸的转变。4了解核苷酸类抗代谢作用的生化环节。 课时安排:总学时 4.0第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 2.0第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢 2.0重点:1嘌呤和嘧
6、啶核苷酸的合成原料2嘌呤和嘧啶核苷酸分解代谢的产物 3脱氧核糖核苷酸的生成难点: 嘌呤和嘧啶核苷酸的合成过程教学内容: 一、嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 1嘌呤核苷酸的从头合成 IMP的合成原料及关键酶,AMP和GMP的转变,嘌呤核苷酸合成的调节,嘌呤核苷酸的的补救合成和相互转变,脱氧核苷酸的生成,嘌吟核苷酸的抗代谢物。 2嘌呤核苷酸的分解代谢 磷酸核苷、核苷及嘌呤的降解,尿酸的生成。 二、嘧啶核苷酸的合成与分解代谢 1嘧啶核苷酸的从头合成 UMP的合成原料及关键酶,UMP向CTP和TMP的转变,嘧啶核苷酸补救合成,嘧啶核苷酸的抗代谢物。2嘧啶核苷酸的分解代谢 -氨基异丁酸的排泄。中、英文专业词
7、汇: nuclease核酸酶salvage pathway补救合成de novo synthesis从头合成uric acid尿酸inosine肌苷思考题:1 核苷酸抗代谢物分几类?试分析其抗肿瘤作用的分子基础。2 试小结嘌呤环和嘧啶环中个原子的分子来源。参考书:1Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. New York : W.H. Freeman, 20072Robert H. Glew and Miriam D. Rosenthal. Clinical studies in medica
8、l biochemistry. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 2007.3David L.Nelson, Michael M.Cox.Leninger Principles of Biochemistry. 4th ed. New York: Worth Publishers,2004. 4Donald Volt, Judith G. Volt. Biochemistry. 3rd ed. John Wiley &Sons Inc.,2004.DNA的生物合成 教学要求: 1熟悉遗传信息流向的中心法则。 2掌握DNA复制方式、逆转录作用及
9、相关酶系的特征。 3了解DNA修复系统及特点。课时安排:总学时 4.0第一节 复制的基本规律 0.5第二节 DNA复制的酶学和拓扑学变化 1.0第三节 DNA生物合成过程 1.5 第四节 逆转录和其他复制方式 0.5第五节 DNA损伤(突变)与修复 0.5重点:1遗传信息流向的中心法则。 2原核生物DNA半保留复制方式及相关酶系。难点:1 真核生物的DNA生物合成2 端粒和端粒酶教学内容: 一、复制的基本规律 1半保留复制的实验依据及意义 2双向复制 3半不连续复制 二、DNA复制的酶学和拓扑学变化 1复制的化学反应 2DNA聚合酶 原核生物与真核生物的DNA聚合酶3复制高保真性的酶学依据4复
10、制中的解链伴有DNA分子拓扑学变化 解螺旋酶、拓扑酶、SSB。 引物酶和引发体。 5DNA连接酶连接DNA双链中的单链缺口 三、DNA生物合成过程1原核生物的DNA生物合成 复制的起始:DNA解成单链,引发体的形成;复制的延长:复制延长的生化过程,复制的半不连续性及冈崎片段;复制的终止:切除引物、填补空缺和连接切口。 2真核生物的DNA生物合成 复制的起始与原核基本相似;复制的延长发生DNA聚合酶/转换;复制的终止:端粒和端粒酶。 四、逆转录和其他复制方式1逆转录病毒的基因组是RNA,其复制方式是逆转录2逆转录的发现发展了中心法则3滚环复制和D环复制 五、DNA损伤(突变)与修复 1突变的意义
11、。 2引发突变的因素。 3突变分子改变的类型 错配,缺失、插入和框移突变,重排。 4DNA损伤的修复:光修复、切除修复、重组修复、SOS修复。中、英文专业词汇: the central dogma中心法则semiconservative replication半保留复制DNA dependent DNA polymerase依赖DNA的DNA聚合酶template模板primer引物Klenow fragmentKlenow片段mitochondria DNA线粒体DNAexonuclease核酸外切酶incorporation掺入helicase解螺旋酶DNA topoisomeraseDN
12、A拓扑异构酶single stranded DNA binding protein单链DNA结合蛋白gyrase旋转酶primosome引发体primase引物酶DNA ligaseDNA连接酶origin 起始点bidirectional replication双向复制replicon复制子leading strand领头链lagging strand随从链Okazaki fragment冈崎片段rolling circle replication滚环复制telomerase端粒酶mutation突变dimer二聚体mismatch错配insertion插入rearrangement重排fr
13、ame-shift框移突变point mutation点突变deletion缺失1ight repairing光修复excission repairing切除修复recombination repairing重组修复reverse transcriptase逆转录酶integration整合ribozyme核酶思考题: 1试简述DNA复制的特征和参与DNA复制的酶系。2什么是逆转录?试简述逆转录的基本过程。3试简述DNA突变的类型及DNA损伤的修复类型。参考书:1Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer. Biochemistry. 6th
14、 ed. New York : W.H. Freeman, 2007.2Robert H. Glew and Miriam D. Rosenthal. Clinical studies in medical biochemistry. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 2007.3药立波,冯作化,周春燕。医学分子生物学。第三版,人民卫生出版社,2008。 4 Benjamin Lewin.Gene VIII.New Jersey:Pearson Education Inc,Upper Saddle River,2004.RNA的生物合成 教学
15、要求: 1掌握转录是RNA生物合成及信息流动的重要环节。 2掌握转录的特点及三类RNA转录后的加工。 3了解转录酶的特征。 4熟悉核酶及其功能。课时安排:总学时 4.0第一节 原核生物转录的模板和酶 1.0第二节 原核生物的转录过程 1.0第三节 真核生物RNA的生物合成 1.0 第四节 真核生物RNA的加工 1.0重点:1 原核生物转录的模板和酶2 原核生物的转录过程3 真核生物RNA的加工难点:真核生物mRNA的加工中内含子的剪接方式、mRNA编辑。教学内容: 一、原核生物转录的模板和酶 1原核生物转录的模板 2RNA聚合酶 全酶、核心酶3RNA聚合酶结合到DNA的启动子上启动转录二、原核
16、生物的转录过程 1转录起始 转录起始复合物,开放转录复合体。 2原核生物转录延长时蛋白质的翻译也同时进行。 3转录终止 依赖因子、非依赖因子两大类。 三、真核生物RNA的生物合成 1真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶2转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参与3真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象4真核生物转录终止和加尾修饰同时进行四、真核生物RNA的加工1真核生物mRNA的加工 首尾修饰及剪接、内含子的其它剪接方式及功能、断裂基因、mRNA编辑。 2真核前体rRNA的加工3真核生物前体tRNA的加工包括把核苷酸的碱基修饰为稀有碱基。中、英文专业词汇: DNA depend
17、ent RNA polymerase依赖DNA的RNA聚合酶coding strand编码链template strand模板链core enzyme核心酶holoenzyme全酶operon操纵子promoter启动子Pribnow boxPribnow盒transacting factor反式作用因子transcriptional factor转录因子stern loop茎环hairpin发夹primary transcripts初级转录产物post-transcriptional modification转录后修饰hetero-nuclear RNA hnRNAsmall nuclear
18、 RNAsnRNAsplit gene断裂基因exon外显子intron内含子self splicing自我剪接思考题:1 试比较原核生物与真核生物RNA聚合酶有何区别?2 试举例说明什么是mRNA编辑?3 试小结真核生物mRNA的加工过程。参考书:1Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. New York : W.H. Freeman, 2007.2Robert H. Glew and Miriam D. Rosenthal. Clinical studies in medical bioc
19、hemistry. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 2007.3药立波,冯作化,周春燕。医学分子生物学。第三版,人民卫生出版社,2008。 4 Benjamin Lewin.Gene VIII.New Jersey:Pearson Education Inc,Upper Saddle River,2004.蛋白质的生物合成 教学要求: 1掌握遗传信息、遗传密码与mRNA的关系,遗传密码的特征。 2掌握蛋白质生物合成体系中主要RNA、三种酶和多种蛋白质因子的功能和作用特点,生物合成过程及能量变化。 3了解翻译后蛋白质的加工方式。 4了解蛋白质
20、合成的干扰和抑制。课时安排:总学时 4.0第一节 蛋白质生物合成体系 1.0第二节 氨基酸的活化 1.0第三节 蛋白质的生物合成过程 1.0 第四节 蛋白质翻译后修饰和靶向运输 0.6第五节 蛋白质生物合成的干扰和抑制 0.4重点:1 遗传密码与mRNA的关系及其特征2 蛋白质生物合成体系3 氨基酸的活化难点:蛋白质的生物合成过程教学内容: 一、蛋白质生物合成体系1mRNA是蛋白质生物合成的直接模板 遗传密码的方向性、连续性、简并性、通用性和摆动性。 2核糖体是蛋白质生物合成的场所。3tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质生物合成的适配器 氨基酸臂、反密码子4蛋白质生物合成需要酶类、蛋白质因子等二
21、、氨基酸的活化1氨基酰tRNA 氨基酰tRNA合成酶2真核生物起始氨基酰tRNA是Met- tRNAiMet三、蛋白质的生物合成过程1原核生物的肽链合成过程 起始:起始因子;延长:延长因子,注册、成肽、转位,核糖体循环;终止:终止密码子。2真核生物的肽链合成过程 四、蛋白质翻译后修饰和靶向运输 1多肽链折叠为天然构象的蛋白质 分子伴侣、蛋白质二硫键异构酶、肽-脯氨酸顺反异构酶。 2蛋白质一级结构修饰主要是肽键水解和化学修饰 3蛋白质空间结构修饰包括亚基聚合和辅基连接4合成后蛋白质可被靶向输送至细胞特定部位五、蛋白质生物合成的干扰和抑制1抗生素对翻译的抑制作用2其他干扰蛋白质生物合成的物质 中、
22、英文专业词汇: translation翻译codon密码子initiation codon起始密码termination codon终止密码code密码ribozyme cycle核糖体循环adaptor转换器post-translational processing翻译后加工interferon干扰素antibiotics抗生素anticodon反密码子releasing factor释放因子wobble pairing摇摆配对degeneracy简并性signal peptide信号肽secretory protein分泌性蛋白质elongation factor延长因子streptomy
23、cin链霉素tetracycline四环素chloromycetin氯霉素puromycin嘌呤霉素cycloheximide防线菌酮思考题:1试简述蛋白质生物合成体系及3种RNA在蛋白质生物合成中的作用。2试小结原核生物复制、转录和翻译的基本过程。参考书:1Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. New York : W.H. Freeman, 20072Robert H. Glew and Miriam D. Rosenthal. Clinical studies in medical b
24、iochemistry. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 2007.3药立波,冯作化,周春燕。医学分子生物学。第三版,人民卫生出版社,20084Benjamin Lewin.Gene VIII.New Jersey:Pearson Education Inc,Upper Saddle River,2004.基因表达调控教学要求:1掌握原核生物转录水平的调控方式和机理。2熟悉基因表达调控基本概念与原理。3了解真核生物的基因转录调控方式。课时安排:总学时 4.0第一节 基因表达调控的基本概念 1.0第二节 基因表达调控的基本原理 1.0第三节
25、原核基因表达调节 1.5 第四节 真核基因表达调节 0.5重点:1 原核生物转录水平的调控方式2 乳糖操纵子调控模式难点: 真核生物的基因转录调控方式教学内容: 一、基因表达调控的基本概念 1基因表达是指基因转录及翻译的过程 2基因表达具有时间特异性和空间特异性 3基因表达的方式及调节存在很大的差异 组成性表达、诱导和阻遏表达。 4基因表达调控为生物体学生长、发育所必需 适应环境、维持生长和增殖、维持个体发育与分化。二、基因表达调控的基本原理 1基因表达调控呈现多层次和复杂性2基因转录激活受到转录调节蛋白与启动子相互作用的调节三、原核基因表达调节1原核基因转录调节特点 因子决定RNA聚合酶识别
26、特异性、操纵子调控模型和阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性。2操纵子调控模式在原核基因转录起始调节中具有普遍性 乳糖操纵子结构、阻遏蛋白的负调节、cAMP-CAP的正调节、协调调节。3原核生物具有不同的转录终止调节机制 4原核生物在翻译水平同样受到多个环节的调节四、真核基因表达调节 1真核基因组具有独特的结构特点 2真核基因表达调控更为复杂 3RNA PolI和PolIII转录体系的调节相对简单4RNA PolII转录起始的调节非常复杂 顺式作用元件、反式作用因子、mRNA转录激活及其调节。5RNA PolII转录终止的调节机制尚不清楚6转录后水平的调节也是基因表达调控的重要环节 7基因表达在翻译水平
27、以及翻译后阶段仍然可以受到调节 中、英文专业词汇: promoter启动子lac operon乳糖操纵子temporal specificity时间特异性spatial specificity空间特异性housekeeping gene管家基因constitutive expression组成性基因表达induction诱导repression阻遏operator操纵序列cis-acting element顺式作用元件trans-acting factor反式作用因子repressor阻遏物activator激活物catabolite gene activation proteinCAP分解代
28、谢物基因激活蛋白attenuation转录衰减attenuator衰减子enhance增强子general transcription factor基本转录因子zinc finger锌指思考题:1原核生物基因表达调控的基本原理是什么?2乳糖操纵子是如何实现基因表达调控的?3顺式作用元件、反式作用因子在真核基因表达调节中的作用是什么?参考书:1Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. New York : W.H. Freeman, 2007.2Robert H. Glew and Miriam
29、D. Rosenthal. Clinical studies in medical biochemistry. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 2007.3药立波,冯作化,周春燕。医学分子生物学。第三版,人民卫生出版社,2008。4Benjamin Lewin.Gene VIII.New Jersey:Pearson Education Inc,Upper Saddle River,2004.基因重组与基因工程教学要求: 1掌握自然界的基因转移和重组。 2熟悉重组DNA技术的相关概念。 3掌握重组DNA技术的基本原理。 4了解重组DNA技术
30、与医学的关系。 课时安排:总学时 4.0第一节 自然界DNA重组和基因转移是经常发生的 1.5第二节 重组DNA技术 2.0第三节 重组DNA技术与医学的关系 0.5 重点:1 自然界的基因转移和重组2 重组DNA技术的基本原理及步骤难点:重组DNA技术的基本原理教学内容: 一、自然界DNA重组和基因转移是经常发生的 1同源重组 2细菌的基因转移与重组 3特异位点重组 4转座重组。 二、重组DNA技术 1重组DNA技术相关概念 DNA克隆,工具酶,基因载体。2重组DNA技术基本原理及操作步骤 目前基因的获取、克隆载体的选择和构建、外源基因与载体的连接、重组DNA导入受体菌、重组体筛选、克隆基因
31、的表达。 三、重组DNA技术与医学的关系 1疾病基因的发现2生物制药3基因诊断与治疗4遗传病的预防中、英文专业词汇: transformation转化transfection转染transduction转导transposition转座transposon转座子recombination重组homologous recombination同源重组clone克隆cloning克隆化copy拷贝genetic engineering基因工程restriction endonulease限制性内切酶cloning rector基因载体plasmid质粒complementary DNA,cDNA互补
32、DNAmolecular medicine分子医学gene therapy基因治疗genomic DNA library基因组DNA文库思考题:1 简述基因工程的基本条件和基本过程。2 举例说明基因工程在工业、农业和医学中的应用。参考书:1Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. New York : W.H. Freeman, 2007.2Robert H. Glew and Miriam D. Rosenthal. Clinical studies in medical biochemist
33、ry. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 2007.3David L.Nelson, Michael M.Cox.Leninger Principles of Biochemistry. 4th ed. New York: Worth Publishers,2004. 4Donald Volt, Judith G. Volt. Biochemistry. 3rd ed. John Wiley &Sons Inc.,2004.细胞信息转导教学要求: 1掌握细胞间的信号转导的概念。 2掌握各种受体的分子结构及其信号转导通路。 3了解信息传递途径的
34、交互联系。4了解细胞信号转导与医学的关系。课时安排:总学时 4.0第一节 细胞信息转导概述 1.0第二节 细胞内信号转导相关分子 1.0第三节 各种受体介导的细胞内基本信号转导通路 1.5 第四节 细胞信号转导与医学 0.5重点:1 细胞间的信号转导的概念2 各种受体的分子结构及其信号转导通路难点:1 各种受体介导的细胞内基本信号转导通路2 G蛋白的结构教学内容:一、细胞信息转导概述1细胞外化学信号有可溶性和膜结合型两种形式2细胞经由特异性受体接受细胞外信号3细胞内信号分子结构、含量和分布变化是信号转导网络工作的基础 二、细胞内信号转导相关分子 1第二信使的浓度和分布变化是重要的信号转导方式
35、2蛋白质作为细胞内信号转导分子 三、各种受体介导的细胞内基本信号转导通路 1细胞内受体多属于转录因子 2离子通道型膜受体是化学信号与电信号转换器3七跨膜受体依赖G蛋白转导信号4单跨膜受体依赖酶的催化作用传递信号5细胞信号转导过程的特点和规律四、细胞信号转导与医学1信号转导分子的结构改变是许多疾病发生发展的基础2细胞信号转导分子是重要的药物作用靶位中、英文专业词汇: signal transduction信号转导hormone激素receptor受体secondary messenger第二信使ligand配体guanylate binding protein鸟苷酸结合蛋白(G蛋白)adenyl
36、ate cyclase腺苷酸环化酶protein kinase A蛋白激酶AcAMP response element,CREcAMP应答元件protein kinase C蛋白激酶Ccalmoduline,CaM钙调蛋白tyrosine-protein kinase,TPK酪氨酸蛋白激酶autophosphorylation自身磷酸化protein phosphatase蛋白磷酸酶cross talk交联对话思考题:1按照作用方式的不同,细胞内信号分子有哪些?各有何特点?2试述信号分子与受体结合的特点。3各类型的膜受体结构和功能上有什么特点?4简述G蛋白的结构,并说明其活化型和非活化型如何互
37、变。参考书:1Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. New York : W.H. Freeman, 20072Robert H. Glew and Miriam D. Rosenthal. Clinical studies in medical biochemistry. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 2007.3David L.Nelson, Michael M.Cox.Leninger Principles of Biochemi
38、stry. 4th ed. New York: Worth Publishers,2004. 4Donald Volt, Judith G. Volt. Biochemistry. 3rd ed. John Wiley &Sons Inc.,2004.糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质教学要求:1掌握糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质的概念及糖蛋白的分类。2熟悉胶原蛋白的结构与功能。3熟悉糖蛋白寡糖链的功能。4了解纤连蛋白和层粘连蛋白的结构与功能。课时安排:总学时 4.0第一节 糖蛋白 2.0第二节 蛋白聚糖 1.0第三节 细胞外基质 1.0 重点:1 糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质的概念2 糖蛋白的分类难
39、点:糖蛋白分子中聚糖的功能教学内容:一、糖蛋白 1糖蛋白的结构 N连接糖蛋白:高甘露糖型、复杂型、杂合性;O连接糖蛋白。 2糖蛋白分子中聚糖的功能二、蛋白聚糖 1重要的糖胺聚糖。 2核心蛋白。 3蛋白聚糖的生物合成。 4蛋白聚糖的功能。三、细胞外基质 1胶原。 2纤连蛋白。 3层粘连蛋白。中、英文专业词汇: glycoprotein糖蛋白proteoglycan蛋白聚糖sequon序列子dolichol长萜醇heparin肝素chondroitin sulfate硫酸软骨素extracellular matrix, CEM细胞外基质collagen胶原fibronectin纤连蛋白1aminin层粘连蛋白tropocollagen原胶原思考题:1 试简述糖蛋白N连接聚糖的分类及其结构特点。2 试简要说明糖蛋白分子中聚糖的功能。参考书:1Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. New York : W.H. Freeman, 20072Robert H. Glew and Miriam D. Rosenthal. Clinical studies in medical biochemistry. 3rd ed. New York: Oxford University Press,
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