Telomer
Telomer ("") adalah bagian paling ujung dari DNA linear. Meskipun termasuk dalam untai DNA, telomer tidak mengkode protein apa pun, sehingga ia tidak termasuk dalam kategori gen. Telomer berperan penting dalam menjaga kestabilan genom tiap sel. Dengan adanya telomer, penggandaan DNA yang berlangsung sebelum pembelahan sel dapat dilakukan secara tuntas.
Kini telah ditemukan pula sejenis enzim yang dapat meremajakan kembali sel-sel tubuh yaitu enzim telomerase. Enzim telomerase berfungsi melindungi telomer dan mengurangi kerusakan DNA yang diyakini memberi kontribusi pada proses penuaan . Namun seiring dengan bertambahnya umur, produksi telomerase pada sel-sel semakin menurun, telomer juga memendek sehingga gagal melindungi DNA dari kerusakan.
Telomer tersusun dari urutan basa-basa nukleotida dengan motif tertentu yang berulang-ulang ratusan hingga ribuan kali. Pada manusia, motif telomer yang berulang adalah TTAGGG. Selain nukleotida yang menyusun untai DNA telomer, terdapat pula berbagai protein yang bersama-sama menjalankan fungsi telomer. Untuk memelihara telomer, diperlukan enzim khusus yang disebut telomerase.
Sebelum membelah diri, sel akan menjalani beberapa fase. Salah satunya adalah fase S (fase sintesis) yang memungkinkan penggandaan seluruh untai DNA yang menyusun genom. Penggandaan DNA pada umumnya dilakukan oleh enzim DNA-polimerase. Namun, sintesis DNA yang dianut oleh DNA polimerase tidak memungkinkan penggandaan pada bagian ujung DNA linar. Dengan adanya struktur telomer yang khas dan enzim telomerase penggandaan untai DNA dapat dilakukan secara menyeluruh.
Bila suatu sel tidak memiliki enzim telomerase, sel tersebut tidak mampu menggandakan bagian paling akhir dari untai DNA-nya, walaupun tetap dapat membelah diri. Hal tersebut menyebabkan untai DNA pada sel anakan menjadi lebih pendek dari sel awal. Bila keadaan ini berlanjut terus-menerus seiring dengan pembelahan sel, untai DNA menjadi terlalu pendek dan kestabilan genom terganggu. Keadaan ini mengancam kelanjutan hidup sel, dan dapat mengaktifkan program bunuh diri sel (apoptosis), atau sel berhenti membelah dan memasuki tahap "jompo" ("senescence").
Pemendekan telomer seiring dengan pembelahan sel telah berhasil dihubungkan secara ilmiah dengan penuaan ("senescense").
Sel-sel dewasa organisme eukariotik (termasuk manusia) tidak memiliki aktivitas telomerase. Telomerase hanya ditemukan pada sel punca (termasuk sel meristem tumbuhan), yang menyebabkan sel induk dapat membelah diri berkali-kali tanpa mengalami pemendekan telomer (atau mengalami pemendekan telomer tetapi jauh lebih lambat daripada pemendekan telomer pada sel biasa). Tanpa adanya aktivitas telomerase, sel akan mengalami pemendekan setiap membelah diri, sehingga organ dan jaringan yang sering membelah (misalnya kulit, jaringan pencernaan) akan mengalami pemendekan telomer yang jauh lebih cepat daripada sel-sel yang jarang membelah diri (misalnya sel otak).
Berdasarkan penelitian laboratorium, sel dengan telomer yang terlalu pendek akan berhenti membelah diri, kemudian memasuki tahap "jompo" ("senesence") atau mengalami kematian apoptosis. Diperkirakan hal semacam ini juga terjadi pada tubuh manusia, di mana sel-sel yang sudah terlalu pendek telomernya berhenti memperbarui diri, sehingga manusia mengalami penuaan.
Penuaan pada manusia salah satunya disebabkan oleh memendeknya telomer, namun hal ini bukan merupakan sebab satu-satunya pada mekanisme penuaan.
Tidak adanya aktivitas telomerase pada kebanyakan sel-sel manusia diperkirakan merupakan suatu mekanisme alami pertahanan terhadap ancaman tumor. Karena telomerase menjaga kelestarian telomer yang berhubungan dengan kemampuan membelah diri yang tak terbatas, kehadiran telomerase pada jenis sel dan saat yang tidak tepat justru dapat menimbukan tumor.