Palindromická sekvence je sekvence nukleové kyseliny ve dvouřetězcové molekule DNA nebo RNA, u níž čtení v určitém směru (např. 5′ až 3′) na jednom vlákně odpovídá čtení sekvence v opačném směru (např. 5′ až 3′) na komplementárním vlákně. Tato definice palindromu tedy závisí na tom, že komplementární vlákna jsou navzájem palindromní.
A: palindrom, B: smyčka, C: kmen
Význam palindromu v kontextu genetiky je poněkud odlišný od definice používané pro slova a věty. Protože dvojitá šroubovice je tvořena dvěma párovými antiparalelními vlákny nukleotidů, která probíhají v opačných směrech, a nukleotidy se vždy párují stejným způsobem (adenin (A) s thyminem (T) v DNA nebo uracil (U) v RNA; cytosin (C) s guaninem (G)), říká se, že (jednořetězcová) sekvence nukleotidů je palindrom, pokud se rovná svému opačnému komplementu. Například sekvence DNA ACCTAGGT je palindromická, protože její nukleotidový komplement je TGGATCCA a obrácením pořadí nukleotidů v komplementu získáme původní sekvenci.
Palindromická sekvence nukleotidů je schopna tvořit vlásenku. Kmenová část vlásenky je pseudodvojvláknová část, protože celá vlásenka je součástí stejného (jednoho) vlákna nukleové kyseliny. Palindromické motivy se vyskytují ve většině genomů nebo souborů genetických instrukcí. Speciálně byly zkoumány v bakteriálních chromozomech a v takzvaných Bacterial Interspersed Mosaic Elements (BIME), které jsou po nich roztroušeny. V roce 2008 bylo v rámci projektu sekvenování genomu zjištěno, že velké části lidských chromozomů X a Y jsou uspořádány jako palindromy. Palindromická struktura umožňuje chromozomu Y, aby se v případě poškození jedné strany sám opravil ohnutím uprostřed.
Palindromy se zřejmě často vyskytují také v peptidových sekvencích tvořících proteiny, ale jejich úloha ve funkci proteinů není jednoznačně známa. Předpokládá se, že existence palindromů v peptidech může souviset s převahou nízkokomplexních oblastí v proteinech, protože palindromy jsou často spojeny s nízkokomplexními sekvencemi. Jejich převaha může také souviset se sklonem takových sekvencí tvořit alfa šroubovice nebo komplexy protein/protein
.