Telomeraza, enzym biorący udział w replikacji DNA, odgrywa ważną rolę w rozwoju nowotworów i wydaje się wyjaśniać, dlaczego komórki rakowe replikują się tak agresywnie. Związek między telomerazą a rakiem jest interesujący, ponieważ dostarcza informacji o tym, jak nowotwory utrzymują się, gdy komórki powinny przestać rosnąć, a także daje wgląd w potencjalne metody leczenia. Celując w te enzymy za pomocą leków, lekarz mógłby powstrzymać wzrost komórek rakowych na ich torze, wykorzystując powiązania telomerazy i raka.
W normalnych komórkach replikacja DNA ma swoją cenę. Enzymy, które duplikują chromosomy, nie mogą dotrzeć do końców łańcuchów DNA. Spowodowałoby to ciągłe obcinanie materiału genetycznego, a następnie degradację DNA przy każdym podziale komórki. Sekcje znane jako telomery omijają ten problem, dostarczając serię powtórzeń na końcach chromosomów. Wycięcie niektórych powtórzeń nie uszkadza kodującego DNA w rdzeniu chromosomu.
Z każdym podziałem komórki, telomery stają się krótsze, nawet przy obecności telomerazy w komórce, aby dodać powtórzenia podczas podziałów, aby utrzymać DNA tak stabilne, jak to możliwe. W końcu komórki nie mogą już niezawodnie replikować i linia komórkowa obumiera. Liczba podziałów, do których zdolna jest komórka, może być różna, aw organizmie w danym momencie komórki mogą mieć telomery o różnej długości. To wbudowane starzenie się to nie tylko recepta na starzenie się. Pozwala również organizmowi na zamknięcie komórek, gdy ich DNA ulega uszkodzeniu w wyniku wielokrotnych replikacji, ponieważ odcinki są zbyt krótkie, aby DNA mogło wiarygodnie skopiować.
Naukowcy badający raka zauważyli, że komórki nowotworowe często zawierały te specyficzne białka. Wykazało to wyraźny związek między telomerazą a rakiem, pokazując, że komórki nowotworowe wykorzystywały enzym, aby skutecznie stać się nieśmiertelnymi. Komórki rakowe zazwyczaj mają bardzo krótkie telomery, ale połączenie między telomerazą a rakiem zapewnia, że telomery pozostają wystarczająco długie, aby komórka mogła się dalej replikować, umożliwiając wzrost guza.
Jack W. Szostak, Carol Greider i Elizabeth H. Blackburn, zdobywcy Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny lub fizjologii w 2009 roku, dokonali ważnego odkrycia na temat telomerazy i raka. Odkryli, że komórki rakowe zaczęły wytwarzać telomerazę po tym, jak stały się złośliwe. To wyjaśnia, dlaczego ich telomery stają się niezwykle krótkie, ponieważ enzym na początku nie jest obecny w celu dodawania powtórzeń podczas podziału komórki. Gdy komórki zaczynają wymykać się spod kontroli, tracąc kontrolę replikacji, która normalnie zabijałaby komórki nowotworowe, używają telomerazy do dalszego wzrostu.