Une séquence palindromique est une séquence d’acide nucléique dans une molécule d’ADN ou d’ARN double brin dans laquelle la lecture dans un certain sens (par exemple 5′ à 3′) sur un brin correspond à la séquence lue dans le sens opposé (par exemple 5′ à 3′) sur le brin complémentaire. Cette définition du palindrome dépend donc du fait que les brins complémentaires sont palindromiques l’un de l’autre.
A : Palindrome, B : Boucle, C : Tige
La signification du palindrome dans le contexte de la génétique est légèrement différente de la définition utilisée pour les mots et les phrases. Étant donné qu’une double hélice est formée de deux brins antiparallèles appariés de nucléotides qui s’étendent dans des directions opposées, et que les nucléotides s’apparient toujours de la même façon (adénine (A) avec thymine (T) dans l’ADN ou uracile (U) dans l’ARN ; cytosine (C) avec guanine (G)), une séquence de nucléotides (simple brin) est dite palindrome si elle est égale à son complément inverse. Par exemple, la séquence d’ADN ACCTAGGT est palindrome car son complément nucléotide par nucléotide est TGGATCCA, et l’inversion de l’ordre des nucléotides du complément donne la séquence d’origine.
Une séquence de nucléotides palindromique est capable de former une épingle à cheveux. La partie tige de l’épingle à cheveux est une partie pseudo-double brin puisque l’ensemble de l’épingle à cheveux fait partie du même brin (unique) d’acide nucléique. Les motifs palindromiques se trouvent dans la plupart des génomes ou ensembles d’instructions génétiques. Ils ont fait l’objet de recherches particulières dans les chromosomes bactériens et dans les éléments mosaïques intercalés bactériens (BIME) qui les parsèment. En 2008, un projet de séquençage du génome a permis de découvrir que de grandes parties des chromosomes humains X et Y sont disposées en palindromes. Une structure palindromique permet au chromosome Y de se réparer en se pliant au milieu si un côté est endommagé.
Les palindromes semblent également se trouver fréquemment dans les séquences peptidiques qui composent les protéines, mais leur rôle dans la fonction des protéines n’est pas clairement connu. Il a été suggéré que l’existence de palindromes dans les peptides pourrait être liée à la prévalence de régions de faible complexité dans les protéines, car les palindromes sont fréquemment associés à des séquences de faible complexité. Leur prévalence peut également être liée à la propension de ces séquences à former des hélices alpha ou des complexes protéine/protéine.