Telomeraza, encim, ki sodeluje pri replikaciji DNK, igra pomembno vlogo pri razvoju raka in zdi se, da pojasnjuje, zakaj se rakave celice tako agresivno razmnožujejo. Povezava med telomerazo in rakom je zanimiva, ker zagotavlja informacije o tem, kako rak vztraja, ko bi celice morale prenehati rasti, in ponuja tudi nekaj vpogleda v možna zdravljenja. Z usmerjanjem teh encimov z zdravili bi lahko zdravnik ustavil rast rakavih celic, ki jim sledi, z izkoriščanjem povezave telomeraze in raka.
V normalnih celicah ima replikacija DNK strošek. Encimi, ki podvajajo kromosome, ne morejo teči vse do koncev verig DNK. To bi povzročilo nenehno odrezovanje genskega materiala in kasnejšo razgradnjo DNK z vsako delitvijo celice. Odseki, znani kot telomeri, premagajo to težavo z zagotavljanjem serije ponovitev na koncih kromosomov. Rezanje nekaterih ponovitev ne poškoduje kodirne DNK v jedru kromosoma.
Z vsako delitvijo celice se telomeri skrajšajo, tudi če je telomeraza prisotna v celici, da se med delitvami dodajo ponovitve, da je DNK čim bolj stabilna. Sčasoma se celice ne morejo več zanesljivo razmnoževati in celična linija izumre. Število delitev, ki jih je sposobna celica, se lahko razlikuje, v telesu pa imajo lahko celice v vsakem trenutku telomere različnih dolžin. To vgrajeno staranje ni le recept za staranje. Prav tako omogoča telesu, da izklopi celice, ko se njihova DNK pokvari zaradi večkratnih podvajanj, ker so odseki prekratki, da bi se DNK lahko zanesljivo kopirala.
Raziskovalci, ki so preučevali raka, so ugotovili, da tumorske celice pogosto vsebujejo te specifične beljakovine. To je pokazalo jasno povezavo med telomerazo in rakom, kar je pokazalo, da so tumorske celice uporabile encim, da bi postale učinkovito nesmrtne. Rakave celice imajo običajno zelo kratke telomere, vendar povezava med telomerazo in rakom zagotavlja, da telomeri ostanejo dovolj dolgi, da se celica še naprej razmnožuje, kar omogoča rast tumorja.
Jack W. Szostak, Carol Greider in Elizabeth H. Blackburn, dobitniki Nobelove nagrade za medicino ali fiziologijo za leto 2009, so odkrili pomembno odkritje o telomerazi in raku. Ugotovili so, da so rakave celice začele proizvajati telomerazo, potem ko so postale maligne. To pojasnjuje, zakaj njihovi telomeri sploh postanejo nenavadno kratki, saj encim ni prisoten, da bi sprva dodal ponovitve med celično delitvijo. Ko celice začnejo uhajati izpod nadzora in izgubijo nadzor nad replikacijo, ki bi običajno ubila maligne celice, uporabljajo telomerazo za nadaljevanje rasti.