Een palindroomsequentie is een nucleïnezuursequentie in een dubbelstrengs DNA- of RNA-molecuul waarbij het lezen in een bepaalde richting (bijv. 5′ naar 3′) op de ene streng overeenkomt met de sequentie die in de tegenovergestelde richting (bijv. 5′ naar 3′) op de complementaire streng wordt gelezen. Deze definitie van palindroom is dus afhankelijk van het feit of de complementaire strengen palindroom van elkaar zijn.
A: Palindroom, B: Lus, C: Stam
De betekenis van palindroom in de context van de genetica wijkt enigszins af van de definitie die voor woorden en zinnen wordt gebruikt. Aangezien een dubbele helix wordt gevormd door twee gepaarde antiparallelle strengen van nucleotiden die in tegengestelde richting lopen, en de nucleotiden altijd op dezelfde manier paren (adenine (A) met thymine (T) in DNA of uracil (U) in RNA; cytosine (C) met guanine (G)), wordt van een (enkelstrengs) nucleotidenreeks gezegd dat het een palindroom is als het gelijk is aan zijn omgekeerde complement. Bijvoorbeeld, de DNA-sequentie ACCTAGGT is palindroom omdat haar nucleotide-voor-nucleotide complement TGGATCCA is, en het omkeren van de volgorde van de nucleotiden in het complement geeft de oorspronkelijke sequentie.
Een palindroom nucleotide sequentie is in staat om een haarspeld te vormen. Het steelgedeelte van de haarspeld is een pseudo-dubbelstrengs gedeelte, aangezien de gehele haarspeld deel uitmaakt van dezelfde (enkelvoudige) streng van het nucleïnezuur. Palindromische motieven worden in de meeste genomen of reeksen van genetische instructies aangetroffen. Zij zijn speciaal onderzocht in bacteriële chromosomen en in de zogenaamde Bacterial Interspersed Mosaic Elements (BIME’s) die over die chromosomen verspreid zijn. In 2008 is bij een genoomsequentieproject ontdekt dat grote delen van de menselijke X- en Y-chromosomen als palindromen zijn gerangschikt. Een palindromische structuur stelt het Y-chromosoom in staat zichzelf te repareren door in het midden om te buigen als een kant beschadigd is.
Palindromen blijken ook vaak te worden aangetroffen in de peptidesequenties waaruit eiwitten zijn opgebouwd, maar hun rol in de eiwitfunctie is niet duidelijk bekend. Er is gesuggereerd dat het bestaan van palindromen in peptiden verband zou kunnen houden met de prevalentie van regio’s met een lage complexiteit in eiwitten, omdat palindromen vaak worden geassocieerd met sequenties met een lage complexiteit. Hun prevalentie kan ook verband houden met de neiging van dergelijke sequenties om alfa-helixen of eiwit/eiwit-complexen te vormen.