Secretul care face ca celulele stem (celulele susa) sa fie imortale se numeste telomeraza, o enzima care reface telomerele scurtate în procesul de diviziune celulara.
Telomerele sunt secvențe repetitive, non-codante, de ADN localizate la capătul cromozomilor și care se scurtează cu fiecare ciclu de replicare celulară, apărând astfel procesul de îmbătrânire (senescență) celulară. În timpul diviziunii celulare, enzimele implicate în replicarea ADN-ului nu reușesc să copieze în întregime catena de acid nucleic, ajungând până aproape de capătul acesteia dar nu chiar până la capăt. La fiecare ciclu replicativ se copiază din ce în ce mai puțin ADN, fapt reflectat prin scăderea lungimii telomerelor. Existența acestor secvențe non-codante, a telomerelor, protejează materialul genetic prin faptul că permite copierea în întregime a secvenței codante de ADN, care este situată sub ADN-ul telomeric; altfel, dacă ADN-ul codant s-ar scurta cu fiecare ciclu replicativ am pierde gene importante. În celulele adulte, după 60-70 cicluri de replicare, telomerele se scurtează foarte mult și se ajunge să se piardă din ADN-ul codant, ceea ce declanșează apoptoza celulară (moartea celulară programată).
La naștere, telomerele din celulele noastre au o lungime de 8000 perechi de baze (pb). Cu fiecare diviziune celulară, telomerele se scurtează cu circa 30-200 pb, astfel că la adultul tânăr lungimea acestora ajunge la 3000 pb, iar la vârstnic la 1500 pb. Telomeraza acționează prin refacerea secvențelor de ADN telomeric de la capătul cromozomilor care altfel s-ar pierde în timpul replicării celulare.
Telomeraza este puțin sau chiar deloc exprimată în celulele somatice (diferențiate), ceea ce face ca acestea să aibă o durată de viață limitată. La polul opus se află celulele stem, a căror telomerază reface permanent telomerele și le asigură astfel capacitatea de replicare nelimitată. Celulele canceroase posedă și ele telomerază, ceea ce le asigură și lor proprietatea de multiplicare nelimitată.