Mitochondria są strukturami wewnątrzkomórkowymi (organellami) produkującymi energię dla catego naszego organizmu. Ich podstawowym produktem energetycznym jest cząsteczka o nazwie Adenozynotrójfosfataza (ATP). ATP pozwala nam żyć, ponieważ każda chwila naszej aktywności wymaga dostarczenia właśnie energii z tej cząsteczki. Wraz z wiekiem mitochondria stają się mniej efektywne, ich liczba zmniejsza się, a z tym związany jest spadek wytwarzania ATP.
Oparta jest na procesie przyłączania glukozy do białek w organizmie. Po takim przyłączeniu cząsteczka białka nie jest już prawidłowa i nie może w pełni spełniać swoich funkcji. Proces glikozylacji zachodzi kilkakrotnie szybciej u ludzi chorych na cukrzycę, u których proces starzenia jest przyspieszony.
Podczas podziałów komórkowych końce chromosomów (telomery) wykazują odmienny mechanizm replikacji ONA, Do ich kopiowania niezbędna jest obecność enzymu o budowie rybonukleoproteiny, który dokonuje powielenia powtarzalnych sekwencji nukleotydowych telomerów.
W warunkach hodowli komórkowej początkowo intensywnie dzielące się komórki zaprzestają swych podziałów po około 50 mitozach.
W oparciu o tę magiczną liczbę, nazwaną liczbą Hayflicka, tłumaczono proces starzenia się organizmu.
Obecnie wiadomo, że starzenie się polega również na akumulacji nieprawidłowych białek w komórkach nie-dzielących się (np. neuronach) i na programowanej śmierci niektórych komórek, ale w podstarzałych hodowlach komórkowych długość telomerów maleje z powodu niedostatecznej aktywności telomerazy.
Najnowsze badania wykazały, że sztuczne zwiększenie aktywności telomerazy unieśmiertelnia hodowane komórki, szczęśliwie nie powodując ich transformacji nowotworowej.
Dotychczas panował pogląd, że nadmierna aktywność telomerazy może sprzyjać przemianie nowotworowej, jednak obserwowany jej nadmiar w klonach komórek nowotworowych raczej wydaje się wynikać z mechanizmów pozytywnej selekcji.