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端粒结构存在于线性染色体末端（有别于闭环形染色体，如大肠杆菌就不存在这个问题）。DNA复制过程中每条新生链的方向都是5'-3'（尚没有发现具有3'-5'聚合活性的DNA聚合酶），因为DNA聚合酶不能够从头合成新链，只能够延伸已有的链！所以，每次复制起始时（无论是先导链的连续合成起始，还是后随链每一次冈崎片段的起始）都要由引发酶（RNA聚合酶活性）从模板链上先合成一小段RNA引物，再由DNA聚合酶接着延伸。这些RNA引物存在于DNA片段之间，最后它们被切掉，由DNA聚合酶接着上一段DNA继续复制，最后由DNA连接酶使新和成的单链连接完整。
问题就出现了，因为DNA聚合酶不能够从头合成新链，只能够延伸已有的链！所以当染色体末端新合成的链5'-末端引物被切除之后，前面没有可以利用延伸的引物，这条链就被缩短了（两端存在相同的情况）。如此细胞分裂多次，每次伴随着DNA复制，端粒就越来越短。