端粒由重复的DNA序列及结合蛋白构成，位于染色体末端，形态类似“鞋带末端的塑料帽”[1] [4] 。其主要功能包括：
保护染色体末端免受核酸酶降解或异常融合[3]
延缓染色体在复制过程中的遗传信息丢失[4]
维持基因组稳定性，防止染色体结构解体
真核生物普遍存在端粒结构，其重复序列长度因物种而异（截止2023年数据）。
端粒缩短被认为是细胞分裂的“分子时钟”[2] 。每次细胞分裂会导致端粒损失50-200个碱基对，当缩短至临界长度（约4-5千碱基对）时，细胞将停止分裂进入衰老状态[1] [5] 。研究显示：
压力环境下人体端粒缩短速度加快，最具敌意情绪的男性端粒缩短概率高出30%[1]
同卵双胞胎对比实验中，太空微重力环境下宇航员端粒出现暂时性延长，着陆后迅速恢复缩短
端粒酶可通过添加重复序列延长端粒，但过度激活可能与癌细胞永生性相关[5]
NASA双胞胎宇航员研究（2015-2016年）发现：
斯科特·凯利在国际空间站驻留340天后，其端粒出现暂时性延长[1]
返回地球48小时内，太空环境中延长的端粒迅速恢复至原有水平
该现象可能反映微重力环境对DNA修复机制的应激性影响[1]
这是首次观察到人类端粒在太空微重力环境下发生可逆性长度变化（截止2023年数据）。
端粒长度直接影响细胞增殖能力：
胚胎干细胞因端粒酶活性高，端粒长度维持稳定[5]
体细胞端粒酶活性低，导致端粒随分裂逐步缩短[2]
当端粒消耗殆尽时，细胞触发DNA损伤应答并启动衰老程序[1][5]
这一机制被认为是限制癌细胞分裂次数的天然屏障[2][5]
2009年诺贝尔生理学/医学奖授予发现端粒酶作用机制的研究者后，相关应用引发讨论：
Telome Health公司推出端粒长度检测服务，宣称可评估个体衰老程度[5]
诺贝尔奖得主Carol Greider批评此类商业化检测缺乏临床指导价值[5]
Geron公司研发的端粒酶抑制剂已进入白血病治疗Ⅱ期临床试验（截止2013年数据）[5]
学术界争议焦点集中于端粒长度是否足以作为独立衰老标志物，以及端粒延长技术的伦理边界[5] 。