Una secuencia palindrómica es una secuencia de ácido nucleico en una molécula de ADN o ARN de doble cadena en la que la lectura en una determinada dirección (por ejemplo, de 5′ a 3′) en una cadena coincide con la lectura de la secuencia en la dirección opuesta (por ejemplo, de 5′ a 3′) en la cadena complementaria. Esta definición de palíndromo depende, pues, de que las hebras complementarias sean palíndricas entre sí.
A: Palíndromo, B: Bucle, C: Tallo
El significado de palíndromo en el contexto de la genética es ligeramente diferente de la definición utilizada para las palabras y las frases. Dado que una doble hélice está formada por dos hebras antiparalelas emparejadas de nucleótidos que van en direcciones opuestas, y los nucleótidos siempre se emparejan de la misma manera (adenina (A) con timina (T) en el ADN o uracilo (U) en el ARN; citosina (C) con guanina (G)), se dice que una secuencia de nucleótidos (de una sola hebra) es un palíndromo si es igual a su complemento inverso. Por ejemplo, la secuencia de ADN ACCTAGGT es palindrómica porque su complemento nucleótido a nucleótido es TGGATCCA, e invirtiendo el orden de los nucleótidos en el complemento se obtiene la secuencia original.
Una secuencia de nucleótidos palindrómica es capaz de formar una horquilla. La porción del tallo de la horquilla es una porción de pseudo-doble hebra ya que toda la horquilla es una parte de la misma (única) hebra de ácido nucleico. Los motivos palindrómicos se encuentran en la mayoría de los genomas o conjuntos de instrucciones genéticas. Se han investigado especialmente en los cromosomas bacterianos y en los llamados elementos de mosaico intercalado bacteriano (BIME) dispersos en ellos. En 2008, un proyecto de secuenciación del genoma descubrió que gran parte de los cromosomas X e Y humanos están dispuestos como palíndromos. Una estructura palindrómica permite que el cromosoma Y se repare a sí mismo doblándose por la mitad si un lado está dañado.
Los palíndromos también parecen encontrarse con frecuencia en las secuencias de péptidos que forman las proteínas, pero su papel en la función proteica no se conoce con claridad. Se ha sugerido que la existencia de palíndromos en los péptidos podría estar relacionada con la prevalencia de regiones de baja complejidad en las proteínas, ya que los palíndromos se asocian frecuentemente con secuencias de baja complejidad. Su prevalencia también puede estar relacionada con la propensión de dichas secuencias a formar hélices alfa o complejos proteína/proteína.