El telómero es el extremo protector de un cromosoma, compuesto por seis secuencias repetidas ricas en guanina de seis nucleótidos, por ejemplo, TTAGGG en humanos.

Su longitud varía de un organismo a otro. En los cromosomas humanos, hay aproximadamente de 1300 a 2500 repeticiones de telómeros presentes y alrededor de 8300 en ratones.

Cuando la maquinaria de replicación del ADN llega a los telómeros, se encuentra con un problema único: la eliminación del último cebador en el extremo 5' del cromosoma da como resultado un saliente de 3' de ADN telomérico monocatenario que no se puede copiar porque no hay ADN complementario que actúe como molde para el cebador.

Debido a este problema de replicación final, los telómeros pueden acortarse con cada división celular, lo que finalmente conduce a la detención de la proliferación celular, también conocida como senescencia replicativa; sin embargo, esto puede prevenirse mediante la síntesis mediada por telomerasa de nuevas repeticiones de telómeros.

La telomerasa es una enzima compuesta por ARN con una plantilla para las repeticiones de telómeros y proteínas. Se une al saliente de 3' de las repeticiones de los telómeros.

El componente de la proteína, una transcriptasa inversa, extiende el ADN de los telómeros seis nucleótidos a la vez, utilizando el ARN, una secuencia rica en citosina complementaria a las repeticiones de telómeros, como plantilla.

A continuación, la telomerasa se transloca y repite el proceso de adición de nucleótidos.

La ADN polimerasa α, que contiene su propia subunidad primasa, puede agregar un cebador y copiar la cadena de ADN madre extendida.

Después de la extensión de los telómeros, la shelterina, una proteína de seis subunidades, se une a la pieza de doble cadena del telómero y al saliente de 3 primos que queda después de la eliminación del cebador.

Este complejo luego retrocede y se inserta en el ADN aguas arriba, lo que resulta en un bucle de desplazamiento, o bucle D, causado por la unión del saliente 3' a una secuencia complementaria en la repetición de telómeros. Esta inserción ancla el extremo del telómero en su lugar, formando un bucle de telómero más grande, o bucle en T.

La unión de la shelterina y la formación del bucle T protege al cromosoma de la degradación, la fusión de extremo a extremo y la activación inapropiada de la maquinaria de reparación del ADN.