Роль теломеразы в репликации теломер заключается в поддержании их длины и компенсации укорачивания, которое происходит при репликации ДНК. 14

После каждого раунда репликации дочерние цепи ДНК оказываются короче материнских на размер первого РНК-праймера (10–20 нуклеотидов). 3 Теломераза последовательно наращивает материнские цепи, используя 3'-ОН-концы их в качестве затравок, а РНК, входящую в состав фермента, в качестве матрицы. 3

В результате действия теломеразы образуется достаточно длинный 3'-конец, по которому затем достраивается комплементарная цепь. 4 В итоге теломера становится длиннее. 4

Таким образом, благодаря теломеразе длина теломерных участков хромосом увеличивается или сохраняется на постоянном уровне, что позволяет клетке делиться неограниченно долго. 4