GUÍA CURSOS ANUALES
Ciencias Plan Común
Biología Meiosis y gametogénesis GUICANCBBLA03009V3
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a í g o l o i B
Introducción El tipo de división celular, depende de la célula que se va a dividir, dividir, es por ello que existen dos d os procesos de división: la mitosis y la meiosis. La sesión anterior hablamos de la mitosis, hoy trabajaremos en extenso con la meiosis (proceso utilizado por las células sexuales o gametos); la cual se divide en dos do s etapas, siendo la meiosis I o reduccional y la meiosis II o ecuacional. Cada una de ellas presenta subetapas; como profase, metafase, anafase y telofase. La profase de la meiosis I es la más relevante del proceso, pues en ella se produce la recombinación genética correspondiente al crossing over, el cual es una de las fuentes de variabilidad para los lo s organismos. organismo s.También es e s importante impor tante la meiosis II, pues sus eventos, vistos de forma general semejan a una mitosis. Además trabajaremos con la formación de los gametos, proceso denominado gametogénesis, el cual presenta las etapas de proliferación, crecimiento y maduración; siendo ésta última donde se presenta la meiosis. Con las diferencias respectivas para la espermatogénesis (formación de los gametos masculinos desde la célula germinal hasta el espermatozoide) y ovogénesis (formación de los gametos femeninos desde la célula germinal hasta el ovocito II). La presente guía tiene por objetivo proporcionarte proporcionarte distintas instancias didácticas didác ticas relacionadas con el proceso de enseñanza – aprendizaje. Como cualquier otro material se requiere de la mediación del profesor y de tu estudio sistemático. Las guías del curso de Biología están organizadas de tal forma que primero se desarrollan los contenidos, principalmente a través de una invitación a razonar los principales conceptos, conc eptos, permitiendo un aprendizaje signicativo de éstos. Para ello, nuestras guías muestran diversas guras que están asociadas a una serie de preguntas que permiten guiar la secuencia de la clase. Finalmente, se presentan 15 preguntas de selección múltiple relacionadas con los
contenidos de la clase:
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División celular: celular : meiosis. Gametogénesis.
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Biología Habilidades de la clase Uno de los principales cambios que se producen con la PSU es el desarrollo de habilidades,
más que el mero conocimiento. Con la cantidad de información que podemos acceder actualmente es necesario que el alumno sea capaz de construir su propio conocimiento y por ello nuestra labor se centra en entregar las herramientas para que sea capaz autónomamente de generar estas habilidades, las cuales se ordenan jerárquicamente:
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Reconocimiento: Se reere a recordar información especíca, datos, deniciones, fechas, nombres, etc. Comprensión: Se reere a la habilidad de relacionar información, explicar con tus propias palabras, identicar situaciones en otro contexto.
Aplicación: Es la habilidad de usar la información, ideas o conceptos en situaciones nuevas para resolver un problema o situación. Análisis: Es una habilidad superior que consiste en dividir un todo para descubrir la relación que se establece entre sus partes lo que determina la coherencia entre ellas.
Ideas fuerza La división celular en organismos multicelulares con reproducción sexual permite que la cantidad de información permanezca constante. La meiosis es una forma de división reduccional donde la cantidad de información disminuye a la mitad. La meiosis es responsable de la variabilidad genética de la reproducción sexual a través de la recombinación genética y la permutación cromosómica. La meiosis genera las células sexuales o gametos que contienen la mitad de la información genética, los que luego se unen para reestablecer el número diploide de cromosomas con la fecundación. La gametogénesis se dene como el proceso de formación de gametos. La espermatogénesis ocurre en los testículos, lugar donde se forman los espermatozoides. La ovogénesis ocurre en los ovarios, lugar donde se forma mensualmente, a partir de la pubertad, un gameto funcional (ovocito II).
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Actividades a í g o l o i B
Meiosis •
Nombra las principales características de la meiosis, para esto debes basarte en la siguiente imagen (resumen de la meiosis).
Meiosis I 1. Profase I: Subetapas
Etapa Leptonema
Características El material genético se encuentra laxo (como lamentos). Se aprecian los cromómeros
(empaquetamiento de cromatina) a lo largo de estos lamentos.
La célula tiene 2n cromosomas y 4c de ADN.
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Biología Etapa Cigonema
Características Apareamiento
Centrómero
los
cromosomas
homólogos en forma especíca (gen por gen) Cromátidas hermanas
Par de
de
cromosomas homólogos Sinapsis
en un proceso conocido como sinapsis. Cada par de homólogos forma una tétrada o bivalente. La célula tiene 2n y 4c.
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Tétradas o bivalente
Paquinema
Se
produce
intercambio
de
segmentos
entre los cromosomas homólogos, proceso conocido como entrecruzamiento o o crossing-over recombinación genética; el cual ocurre al azar y determina variabilidad genética. La célula tiene 2n y 4c. Diplonema
En este momento se pueden observar los lugares del cromosoma donde se ha producido la recombinación. Estas estructuras en forma de X reciben el nombre de quiasmas.
Quiasma
Cromátidas recombinadas
Diacinesis Fibras cinetocóricas
Los cromosomas aparecen con mayor grado de condensación. Hay migración de los centriolos hacia los polos. La célula tiene 2n y 4c. Los quiasmas se hacen terminales, manteniendo unidos a los homólogos.
Cromosomas unidos Al nal de la diacinesis y por tanto de la profase I meiótica se desorganiza la membrana por quiasmas Restos de la membrana nuclear
nuclear. Comienza a organizarse el huso meiótico. La célula tiene 2n y 4c.
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GUÍA CURSOS ANUALES 2. Metafase I a í g o l o i B
Etapa
Característica Los cromosomas homólogos (bivalentes) se alinean en el plano ecuatorial (uno frente al otro). Se producen diferentes combinaciones, por lo cual existe 50% de probabilidades
de que las células hijas reciban el homólogo del padre o de la madre por cada tipo de cromosoma. Este proceso se conoce como permutación cromosómica y al ocurrir al azar, genera variabilidad genética . La célula tiene 2n y 4c. •
En relación al siguiente esquema, dene el concepto de permutación cromosómica.
1
6
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2
3
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1
2
3
Biología 3. Anafase I
Etapa
Característica Se produce la separación de los cromosomas
homólogos. Cada miembro del par de cromosomas homólogos migra al polo opuesto determinado por la distribución al azar de la metafase I.
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La célula tiene 2n y 4c.
4. Telofase I
Etapa
Característica Los cromosomas se desenrollan. Se desorganiza el huso.
El nucléolo y la membrana nuclear reaparecen (en algunos organismos no se forma núcleo). Al nal de la telofase I se produce la
citodiéresis, dando origen a dos células hijas haploides. Cada célula hija tiene la mitad del número de cromosomas. Las células hijas tienen n cromosomas y 2c de ADN.
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GUÍA CURSOS ANUALES Resumen de la meiosis I a í g o l o i B
1.
Rotula el siguiente esquema.
2. ¿Qué características presentan las células obtenidas al nal de la meiosis I?
Intercinesis o interfase II 1. ¿Qué características presenta la interfase II?
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Biología Meiosis II
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1. ¿Cuál es el objetivo de la meiosis II?
1. Profase II
Etapa
Característica Comienza a desaparecer la carioteca y el nucléolo. Se forma el huso y los centriolos se han
desplazado a los polos. La cromatina se condensa como cromosomas visibles. Las células tienen n cromosomas y 2c de ADN. 2. Metafase II
Etapa
Característica Las bras del huso se unen a los cinetocoros
de los cromosomas, los cuales se alinean en el ecuador de la célula (un representante de cada par homólogo). Las células tienen n cromosomas y 2c.
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GUÍA CURSOS ANUALES 3. Anafase II a í g o l o i B
Etapa
Característica Las cromátidas se separan, siendo traccionadas hacia los polos de la célula. Cada cromátida pasa a ser un cromosoma. Las células tienen 2n cromosomas y 2c.
4. Telofase II
Etapa
Característica En telofase hay un miembro de cada par homólogo en cada polo. Se reensambla el núcleo, desaparece el huso
meiótico. Los cromosomas vuelven a ser bras de
cromatina. Al nal de telofase II ocurre la citodiéresis, obteniéndose 4 células hijas.
Las células tienen n cromosomas y c de ADN
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Biología Resumen de la meiosis II 1.
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En el siguiente esquema, indica el nombre de cada etapa de la meiosis II.
_________
_________
_________
_________
2. ¿Qué características presentan las células hijas de la meiosis II?
3. ¿Existe alguna semejanza entre la meiosis II y una simple mitosis? ¿Por qué?
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GUÍA CURSOS ANUALES 4.
Basándote en la siguiente imagen, explica el proceso de no disyunción cromosómica.
a í g o l o i B
Metafase I
Anafase I
Metafase II
Anafase II
Telofase II
No disyunción en anafase I
5. ¿Qué efectos meiosis I?
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genera en las células humanas la no disyunción de los cromosomas durante la
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Biología A partir de la imagen, más todo lo que has aprendido hasta el momento, completa el siguiente cuadro comparativo. Mitosis Meiosis 6.
Mitosis
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Meiosis
Eventos importantes de la profase. Eventos importantes de la anafase. Número de células hijas totales. Cantidad y características del material genético, en las células hijas. Tipos de células donde ocurre la división celular.
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Gametogénesis a í g o l o i B
1. ¿Qué es la gametogénesis?
Etapa Proliferación
Crecimiento
En esta etapa los gonios (2n) aumentan de tamaño y se transforman en células más grandes, llamadas citos I (2n). En el caso del varón se forman los espermatocitos I o de primer orden y en el caso de la mujer se forman los ovocitos I o primarios.
Maduración
Etapa donde se lleva a cabo la meiosis I y II, originándose células haploides. En esta etapa se produce la especialización del gameto. Este proceso se observa sólo en la espermatogénesis.
Diferenciación
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Características En esta etapa las células germinales (2n) se multiplican activamente mediante mitosis y forman células conocidas como gonios (2n), en el caso de los varones se forman los espermatogonios y en el caso de la mujer se forman los ovogonios.
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Biología Espermatogénesis
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Células germinales ( 2n)
Fase de proliferación
Espermatogonias ( 2n) Fase de crecimiento
Fase de maduración
Espermatocitos I ( 2n) Meiosis I
Espermatocitos II ( n)
Meiosis II Espermátidas (n) Fase de diferenciación
Espermios o espermatozoides ( n)
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GUÍA CURSOS ANUALES Espermiohistogénesis a í g o l o i B
•
Describe de forma general el proceso de espermiohistogénesis. Espermátida El aparato de Golgi se concentra en la cercanía del núcleo.
Núcleo
Aparato de Golgi Mitocondria
Centriolos
Inicio de la formación del acrosoma
Las mitocondrias se concentran en la región próxima a los centriolos. Uno de ellos se transforma en agelo.
Parte del citoplasma
que será eliminado
Inicio de la formación del agelo
Acrosoma
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Biología Ovogénesis Células germinativas ( 2n)
Ovogonios (2n)
2n
Etapa prenatal
Mitosis
Periodo proliferativo 2n
2n
Ovogonios (2n)
Ovocito I ( 2n)
2n
Periodo de crecimiento
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Meiosis I Ovocito II (n)
n
n
Polocito I (n)
Meiosis II
Periodo de maduración Óvulo (n)
n
n
n
n
Polocitos II (n)
1.
Describe (en forma general) el proceso de ovogénesis.
2. ¿En qué etapa de vida de la mujer se inicia la ovogénesis?
3. ¿Qué elemento celular es el que se ovula?
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GUÍA CURSOS ANUALES 4. ¿Durante qué proceso se completa la meiosis II y se forma el óvulo?
a í g o l o i B
Evento Inicio de la meiosis
Espermatogénesis En la pubertad.
Ovogénesis En la vida intrauterina.
Resultado de la meiosis I
2 células
2 células haploides de diferente
Se inicia en la pubertad.
tamaño. La más grande se conoce como ovocito II y la más pequeña, como polocito I.
Edad a la que se presenta
haploides llamadas espermatocitos II.
Se inicia en la vida intrauterina
y termina en la pubertad. Resultado de la meiosis II
Edad a la que se presenta
4 células haploides con c cantidad
de ADN, conocidas como espermátidas.
Una célula grande conocida como óvulo y tres polocitos II de pequeño tamaño.
Se presenta a partir de la
Se presenta sólo si el ovocito II es
pubertad.
fecundado por un espermio. Se puede presentar desde la
pubertad.
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Continuidad de la meiosis
Luego del inicio es constante.
Luego del inicio, una vez por mes.
Número de células resultantes
4 espermatozoides.
1 óvulo
y 3 polocitos II (siempre y cuando se presente la fecundación).
Movilidad de los gametos Espermatozoide con gran movilidad.
No presenta movilidad.
Vida media
48 horas.
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72 horas.
Biología 5.
Completa la tabla en base a la siguiente imagen: 5
1
8
2 6 9
G U Í A C U R S O S A N U A L E S
7 4 3
Óvulo
Espermatozoide
1.
5.
2.
6.
3.
7.
4.
8. 9.
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Practiquemos algunas habilidades a í g o l o i B
Los siguientes esquemas representan células que están en distintas etapas de la meiosis. Los cromosomas que aparecen oscuros son de origen paterno y los claros son de origen materno. a)
b)
c)
d)
e)
f)
Contesta verdadero o falso 1.
VoF
La etapa a) representa la anafase I.
2.
VoF
La recombinación genética ocurre en e).
3.
VoF
Si la cantidad de ADN nuclear (c) en G1 es
de 18 pg (picogramos), en f) la
cantidad será la misma.
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4.
VoF
El número diploide de esta especie es 2.
5.
VoF
La secuencia de las etapas representadas es e) – b) – a) – c) – d)– f).
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Biología Síntesis de la Clase MITOSIS
ETAPAS
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DIVISIÓN CELULAR
MEIOSIS
Meiosis I
Espermatogénesis:
Importancia • Formación de los gametos.
• Inicio: pubertad • Proceso continuo. • Vida media del espermio: 72 horas. • Movilidad propia.
• Reducción de la cantidad de material genético. Meiosis II
• Variabilidad genética.
Ovogénesis: • Inicio: Periodo prenatal. • Proceso cíclico. • Vida media del ovocito II: 48 horas. • Inmóvil.
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Preguntas propuestas a í g o l o i B
1.
En el proceso meiótico, la metafase I se diferencia de la metafase II en que I)
III)
en la metafase I hay duplicación previa del material genético y en la metafase II no se produce esta duplicación. en la primera los homólogos se encuentran apareados en el ecuador y en la segunda sólo se ven cromosomas sin aparear y en menor número. los centríolos se ubican en los polos en ambas metafases.
A) B) C) D) E)
Solo I Solo II Solo III Solo I y II Solo I y III
II)
2.
El entrecruzamiento de los cromosomas homólogos (crossing-over) se produce en la A) B) C) D) E)
3.
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profase mitótica. profase de la segunda división meiótica. metafase de la primera división meiótica. profase de la primera división meiótica. metafase de la segunda división meiótica.
La importancia de la meiosis radica en que I) II) III)
mantiene el número de cromosomas de la especie tras la fecundación. se produce el entrecruzamiento de los cromosomas homólogos. la combinación al azar de los cromosomas determina una gran variedad de gametos.
A) B) C) D)
Solo Solo Solo Solo
E)
I, II y III
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I III I y II II y III
Biología 4.
La célula que termina la meiosis I es A) B) C) D) E)
5.
2n cromosomas y 4c ADN. n cromosomas y c ADN. n cromosomas y 2c ADN. 2n cromosomas y 2c ADN. 2n cromosomas y c ADN.
Parte de la variabilidad genética que aporta la meiosis se produce en
A) B) C) D) E) 6.
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profase II. metafase II. profase I. anafase I. anafase II.
El espermatozoide es una célula altamente especializada. ¿Qué cambios ocurren en la transformación de espermátidas a espermatozoides?
7.
I)
Pérdida de gran parte del citoplasma.
II)
Formación del acrosoma.
III)
Formación del agelo.
A) B) C) D)
Solo Solo Solo Solo
E)
I, II y III
I II III II y III
Al comparar la ovogénesis con la espermatogénesis, es correcto armar que
I) II) III)
la ovogénesis comienza en la vida intrauterina. los gametos masculinos tienen la misma edad del varón. la espermatogénesis no presenta ciclicidad.
A) B) C) D) E)
Solo Solo Solo Solo Solo
I II III I y II I y III
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GUÍA CURSOS ANUALES 8.
a í g o l o i B
¿Qué diferencia(s) existe(n) entre la metafase de la mitosis y la metafase I de la meiosis?
I) II) III) A) B) C) D) E)
9.
En la mitosis, los cromosomas se disponen alineados en el ecuador y en la meiosis, a ambos lados del ecuador. En la mitosis, las cromátidas hermanas migran a polos opuestos y en la meiosis, se separan los cromosomas homólogos. En la mitosis, el plano ecuatorial es paralelo al eje de los centríolos y en la meiosis, es perpendicular. Solo Solo Solo Solo Solo
I II III I y II II y III
La ovogénesis tiene como característica(s) I) II) III)
tener carácter cíclico. terminar sólo si hay fecundación. tener una duración de años.
Es(son) correctas A) B) C) D) E) 10.
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solo I. solo II. solo III. solo I y II. I, II y III.
En relación con los ovogonios es correcto que I) II) III)
corresponden a una generación diploide. realizan división celular por meiosis. experimentan aumento de volumen celular.
A) B) C) D)
Solo Solo Solo Solo
E)
I, II y III
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I II I y III II y III
Biología 11.
La gura siguiente representa una célula que se divide por meiosis.
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El número diploide de cromosomas, la cantidad de pares de cromosomas homólogos y el número de cromátidas son respectivamente A) B) C) D) E) 12.
84844-
48822-
8 8 4 8 4
Teniendo en cuenta que en la especie humana las células diploides tienen 46 cromosomas (2n = 46), ¿cuántos cromosomas y cuántas cromátidas tendrá una célula en la profase II de la meiosis?
A) B) C) D) E) 13.
46 cromosomas y 23 cromátidas. 23 cromosomas y 23 cromátidas. 46 cromosomas y 96 cromátidas. 23 cromosomas y 46 cromátidas. 46 cromosomas y 46 cromátidas.
En una especie 2n = 30 cromosomas, es correcto armar que el I) II) III)
material genético de las células hijas luego de la mitosis es 2n = 30 y luego de la meiosis es de n = 15. material de la profase mitótica es 2n = 30 y en la profase I meiótica se organiza en 15 pares de cromosomas homólogos. material de la anafase mitótica está contenido en 30 cromátidas en cada polo y en anafase I meiótica, en 15 cromosomas en cada polo.
A) B) C) D)
Solo Solo Solo Solo
I I y II I y III II y III
E)
I, II y III
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GUÍA CURSOS ANUALES 14.
a í g o l o i B
Durante la profase I del proceso de meiosis se dan los siguientes acontecimientos: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Desaparición de la carioteca. Los cromosomas homólogos se emparejan. Los cromosomas aparecen como delgados lamentos.
Los centríolos se encuentran duplicados. Comienza a formarse el huso meiótico. Intercambio de material entre cromosomas homólogos.
El orden secuencial correcto es A) B) C) D) E) 15.
4- 3- 5- 2- 6- 1 1- 2- 4- 6- 5- 3 1- 2- 3- 6- 5- 4 2- 1- 3- 6- 5- 4 2- 3- 1- 6- 5- 4
La meiosis se diferencia de la mitosis en que se I) II) III)
forman bivalentes o tétradas. produce el fenómeno de crossing-over. producen células haploides.
A) B) C) D)
Solo Solo Solo Solo
E)
I, II y III
I II III II y III
C ON J O
O
. . .
Anota tu respuesta en la tabla que encontrarás a continuación. Para responder las preguntas debes recordar las explicaciones
desarrolladas por el profesor. Observa atentamente las respuestas y habilidades que involucra cada pregunta.
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Biología Tabla de corrección Nº pregunta
Alternativa
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Habilidad
1
Comprensión
2
Reconocimiento
3
Comprensión
4
Reconocimiento
5
Reconocimiento
6
Reconocimiento
7
Comprensión
8
Comprensión
9
Reconocimiento
10
Reconocimiento
11
Aplicación
12
Análisis
13
Análisis
14
Reconocimiento
15
Comprensión
Prepara tu próxima clase
En la próxima clase estudiarás los siguientes temas: • • •
Concepto de hormona. Mecanismo de acción y de regulación. Hormonas animales y vegetales.
Consulta el índice de tu libro para preparar estos temas.
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Registro de propiedad intelectual Nº 171.393 del 29 de mayo de 2008. Prohibida su reproducción total o parcial.
