Il telomero è l'estremità protettiva di un cromosoma, composto da sequenze di sei nucleotidi di guanina, ricca ad esempio, di TTAGGG negli esseri umani. La sua lunghezza varia da organismo a organismo nei cromosomi umani. Ci sono circa da 1, 300 a 2, 500 ripetizioni di telomeri presenti e circa 8, 300 nei topi.

Quando il meccanismo di replicazione del DNA raggiunge i telomeri, incontra un problema unico:la rimozione dell'ultimo primer all'estremità 5 primi 00:00:36.980 00:00:40.100 del cromosoma risulta in una sporgenza a 3 primi di DNA telemerico a singolo filamento che non può essere copiato perché non c'è DNA complementare che agisca come stampo per il primer. A causa di questo problema di replica finale, i telomeri possono essere accorciati con ogni divisione cellulare, che alla fine porta all'arresto della proliferazione cellulare, altrimenti definita come senescenza di replicazione. Tuttavia, questo fenomeno può essere prevenuto grazie alla sintesi, mediata da telomerasi, di nuove ripetizioni di telomero.

La telomerasi è un enzima composto sia da RNA, con uno stampo per le ripetizioni di telomeri, che da proteine. Si lega all'estremità 3 primi delle ripetizioni del telomero. La componente proteica, una trascrittasi inversa, estende il DNA del telomero, di sei nucleotidi alla volta, usando l'RNA, una sequenza ricca di citosina complementare al telomero, come modello.

La telomerasi poi trasloca e ripete il processo di aggiunta dei nucleotidi. La DNA polimerasi alfa, che contiene la propria subunità primasica, può quindi aggiungere un primer e copiare il filamento esteso del DNA del genitore. In seguito all'estensione del telomero, il complesso Shelterin, una proteina a sei subunità, si lega alla porzione a doppio filamento del telomero e alla sporgenza 3 primi che rimane dopo la rimozione del primer.

Questo complesso si ripiega quindi all'indietro e si inserisce nel DNA a monte, dando come risultato un anello di spostamento, o anello D, causato dal legame dell'estremità 3 primi ad una sequenza complementare nella ripetizione telomerica. Questo inserimento ancora l'estremità del telomero in posizione, formando un anello telomerico più grande, o T-loop. Il legame della shelterin e la formazione dell'anello a T, proteggono il cromosoma dalla degradazione, dalla fusione end-to-end, e dall'inappropriata attivazione del macchinario di riparazione del DNA.