La telomerasi è una proteina RNA che è un enzima. Aggiunge una sequenza di DNA che si ripete ("TTAGGG" in tutti i vertebrati) alla fine dei filamenti di DNA nelle regioni telomeriche.

I telomeri sono tamponi monouso che bloccano le estremità dei cromosomi eucariotici. Sono una regione di nucleotidi ripetuti contenenti DNA non codificante. I telomeri vengono distrutti durante la divisione cellulare, e sono rifatti dall'enzima telomerasi.

La funzione dei telomeri è quella di evitare la perdita di DNA importante dalle estremità dei cromosomi. Ogni volta che il cromosoma viene copiato si perdono 100-200 nucleotidi privi di significato, il che non causa danni al DNA dell'organismo. Così, i telomeri vengono accorciati dopo ogni ciclo di replicazione, e poi vengono riportati alla giusta lunghezza dalla telomerasi. Le telomerasi portano la loro molecola di RNA, che viene usata come modello per allungare i telomeri.

L'esistenza di un meccanismo di compensazione (un 'fix') per l'accorciamento dei telomeri è stato previsto per la prima volta dal biologo sovietico Alexey Olovnikov nel 1973. Egli suggerì anche l'ipotesi dell'invecchiamento dei telomeri e le connessioni dei telomeri con il cancro.

La telomerasi è stata scoperta da Carol Greider e Elizabeth Blackburn nel 1984 nella Tetratimena ciliata. Insieme a Jack Szostak, Greider e Blackburn sono stati insigniti del Premio Nobel 2009 per la Fisiologia o la Medicina per la loro scoperta.