La teoría de los radicales libres fue enunciada por Hamon en 1956 y propone que estos dañarían la función celular.
Los radicales libres son átomos o moléculas con uno o más electrones sin neutralizar, por lo tanto tienen una tendencia a ceder o captar electrones transformándose en moléculas tremendamente reactivas. Los radicales libres dirigen su poder mutagénico a los ácidos nucleicos, proteínas y lípidos causando lesiones que, en la mayoría de los casos, son reparadas mediante una compleja maquinaria celular.
En los seres humanos, la producción y acción de radicales libres se relacionan 

con enfermedades de la vejez como: aterosclerosis, artritis, distrofia muscular, cataratas, disfunción pulmonar, varios desórdenes neurológicos, declinación del sistema inmune e incluso cáncer.
En el caso de los ácidos nucleicos, cuando el sistema 

de reparación falla, se producen mutaciones que pueden generar células tumorales. Los radicales libres atacan al ADN ocasionando modificaciones de las bases purinas (adenina-A, guanina-G) y pirimidinas (citosina-C, timina-T), también rompen o entrecruzan las hebras del ADN.

Los telómeros son complejos de proteínas y ácidos nucleicos que se encuentran en los extremos de los cromosomas lineales. En vertebrados, el ADN telomérico está compuesto por la secuencia TTAGGG, la cual se repite miles de veces. 

Este ADN es sintetizado por la enzima telomerasa, una transcriptasa reversa especializada que utiliza templados de ARN. Los telómeros, aparte de permitir la replicación del genoma sin perder secuencias codificantes presentes al final de los cromosomas, protegen el final del cromosoma frente a la degradación, así como la unión de los extremos del ADN por enzimas reparadoras.
Se ha postulado que los telómeros funcionarían como una especie de reloj control, que lleva cuenta del número de divisiones celulares. Esta última función cobra importancia en la mayoría de los tejidos somáticos, los cuales no expresan telomerasa. En ausencia de esta enzima, los telómeros se acortan entre 80-300 pares de bases por cada duplicación del genoma, durante la división celular. Esto se debe a la incapacidad de la maquinaria de replicación de copiar la totalidad de la secuencia del telómero en una de las hebras del ADN en el cromosoma.
Eventualmente, el acortamiento de los cromosomas, a través de las sucesivas divisiones celulares, gatilla el proceso de senescencia celular que resulta de la cesación de divisiones celulares por una detención en el ciclo celular. Las células senescentes permanecen viables y metabólicamente activas por largos periodos de tiempo con relativamente poca muerte celular.

Se han descubierto varios genes que aceleran el proceso de envejecimiento en humanos. Muchos de estos genes están involucrados con deficiencias bioquímicas en la reparación del ADN, metabolismo lipídico, procesamiento de proteínas, etc.
Un ejemplo sería el síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford se caracteriza por un envejecimiento prematuro en niños, los que mueren antes de los 12 años por problemas cardiacos asociados con aterosclerosis avanzada. Esta enfermedad es causada por un gen mutante dominante y sus síntomas incluyen adelgazamiento y manchas de la piel, reabsorción de la masa ósea, pérdida de cabello y arteriosclerosis.

Existe otra serie de genes que se han involucrado en longevidad. Todos ellos participan en mecanismos de regulación de la actividad metabólica del organismo. Estos estudios se han realizado en sistemas sencillos como Saccharomyces cerevisiae, Caenorhabditis elegans y Drosophila melanogaster. Por ejemplo, el gen clk-1 codifica para una proteína de levadura que se requiere para la síntesis de coenzima Q (ubiquinona) de la cadena respiratoria. Su sobreexpresión eleva el nivel de fosforilación oxidativa y reduce la esperanza de vida.

2.5. Teoría inmunológica  

La teoría inmunológica considera que el envejecimiento es consecuencia de las alteraciones en el sistema inmune del animal. El origen de estos trastornos inmunitarios que aparecen con la edad, radica en la disminución de la actividad de los linfocitos T-ayudadores o T-supresores, el incremento en la producción de autoanticuerpos y en la disminución de la sensibilidad de la respuesta de defensa del paciente geriátrico. 

La metilación del ADN consiste en la adición de una modificación bioquímica concreta, un grupo metilo a los nucleótidos que componen la secuencia del ADN. Principalmente la modificación se realiza sobre las citosinas, aunque recientes estudios apuntan a un papel relevante de la metilación de adeninas. Los grupos metilo actúan como señales de reconocimiento sobre el ADN, favoreciendo el reclutamiento de proteínas que participan en la regulación de la expresión génica.

Las proteínas histonas participan en la compactación y organización del ADN en el interior del núcleo celular. Aminoácidos específicos de las histonas pueden ser modificados mediante la adición de grupos acetilo, metilo o fosfato. Las combinaciones de modificaciones de las histonas definen la conformación de la cromatina (complejo formado por ADN y proteínas histonas) e influyen en la expresión génica.

Los ARN pequeños pueden silenciar a los genes interfiriendo directamente con las regiones del ADN promotoras de la transcripción, o bien a través de la unión con proteínas para formar complejos de silenciamiento transcripcional.

Las modificaciones epigenéticas funcionan como intermediarias entre el ambiente y los genes, por lo que influyen en diferentes aspectos de la biología y su alteración puede derivar en enfermedades como el cáncer.

Se debe considerar que, si bien la nutrición personalizada es una de las aplicaciones de la investigación en genómica nutricional, hasta que la evidencia entre la interacción nutrición y genes sea más robusta, deberíamos ser prudentes en la elaboración de dietas relacionadas con el genotipo y al mismo tiempo, tomar medidas para evitar falsas expectativas.