Una sequenza palindroma è una sequenza di acido nucleico in una molecola di DNA o RNA a doppio filamento in cui la lettura in una certa direzione (ad esempio da 5′ a 3′) su un filamento corrisponde alla lettura della sequenza nella direzione opposta (ad esempio da 5′ a 3′) sul filamento complementare. Questa definizione di palindromo dipende quindi dal fatto che i filamenti complementari siano palindromici l’uno dell’altro.
A: Palindromo, B: Loop, C: Stem
Il significato di palindromo nel contesto della genetica è leggermente diverso dalla definizione usata per le parole e le frasi. Poiché una doppia elica è formata da due filamenti antiparalleli accoppiati di nucleotidi che corrono in direzioni opposte, e i nucleotidi si accoppiano sempre nello stesso modo [adenina (A) con timina (T) nel DNA o uracile (U) nell’RNA; citosina (C) con guanina (G)], una sequenza nucleotidica (a singolo filamento) si dice che è un palindromo se è uguale al suo complemento inverso. Per esempio, la sequenza di DNA ACCTAGGT è palindroma perché il suo complemento nucleotide per nucleotide è TGGATCCA, e invertendo l’ordine dei nucleotidi nel complemento si ottiene la sequenza originale.
Una sequenza nucleotidica palindroma è capace di formare una forcina. La porzione di stelo della forcina è una porzione pseudo-doppio filamento poiché l’intera forcina fa parte dello stesso filamento (singolo) di acido nucleico. I motivi palindromici si trovano nella maggior parte dei genomi o insiemi di istruzioni genetiche. Sono stati appositamente studiati nei cromosomi batterici e nei cosiddetti elementi mosaici interspersi batterici (BIME) sparsi su di essi. Nel 2008, un progetto di sequenziamento del genoma ha scoperto che grandi porzioni dei cromosomi umani X e Y sono disposti come palindromi. Una struttura palindromica permette al cromosoma Y di ripararsi piegandosi al centro se un lato è danneggiato.
I palindromi sembrano trovarsi frequentemente anche nelle sequenze peptidiche che costituiscono le proteine, ma il loro ruolo nella funzione delle proteine non è chiaramente noto. È stato suggerito che l’esistenza di palindromi nei peptidi potrebbe essere legata alla prevalenza di regioni a bassa complessità nelle proteine, poiché i palindromi sono frequentemente associati a sequenze a bassa complessità. La loro prevalenza potrebbe anche essere legata alla propensione di tali sequenze a formare eliche alfa o complessi proteina/proteina.