末端複製問題與端粒酶（end-replication problem and telomerase）

複製一條帶有兩個開放末端（像鞋帶兩端）的線性染色體，存在一個內在的難題。因為後隨鏈每合成一段都需要一個RNA引物來起頭，染色體末端最後那個引物一旦被移除便留下一個缺口——而上游再無處可鋪新引物來填補它。於是末端有一小段未能被複製，染色體便會每分裂一次就短一點。這就是末端複製問題。

細胞用端粒來保護染色體末端——端粒是一段長長的短重複序列（人類中是TTAGGG重複數千次），不攜帶任何基因，因此縮短消耗的是可棄用的緩衝區，而非重要的DNA。真正重建丟失末端的辦法是一種叫端粒酶的酶。端粒酶是一種逆轉錄酶，自帶一小段RNA模板；它用這段內置RNA把端粒重複序列添加回染色體的3'端，把它延長，使後隨鏈機器得以在後面補齊。實際上它自帶引物-模板，抵消了縮短。

端粒酶在生殖細胞、幹細胞和單細胞生物中高度活躍，但在大多數普通人體細胞中被關閉。於是這些細胞的端粒隨每次分裂而縮短，直到短到臨界，細胞便停止分裂（衰老）——這是衰老的一個促因，但遠非唯一原因。其反面則很危險：大多數癌症重新激活端粒酶，撤除了這道天然界限，幫助腫瘤無止境地分裂。因此端粒酶處於衰老與癌症這一引人入勝的交匯點上，它的發現曾獲諾貝爾獎。