Sekwencja palindromiczna to sekwencja kwasu nukleinowego w dwuniciowej cząsteczce DNA lub RNA, w której odczyt w określonym kierunku (np. 5′ do 3′) na jednej nici odpowiada odczytowi sekwencji w przeciwnym kierunku (np. 5′ do 3′) na nici komplementarnej. Ta definicja palindromu zależy więc od tego, czy komplementarne nici są względem siebie palindromiczne.
A: Palindrom, B: Pętla, C: Łodyga
Znaczenie palindromu w kontekście genetyki jest nieco inne niż definicja stosowana dla słów i zdań. Ponieważ podwójną helisę tworzą dwie sparowane antyrównoległe nici nukleotydów biegnące w przeciwnych kierunkach, a nukleotydy zawsze łączą się w pary w ten sam sposób (adenina (A) z tyminą (T) w DNA lub uracylem (U) w RNA; cytozyna (C) z guaniną (G)), o (jednoniciowej) sekwencji nukleotydów mówi się, że jest palindromem, jeśli jest równa swojemu odwrotnemu dopełnieniu. Na przykład, sekwencja DNA ACCTAGGT jest palindromiczny, ponieważ jego uzupełnienie nukleotyd po nukleotydzie jest TGGATCCA, i odwracając kolejność nukleotydów w uzupełnieniu daje oryginalną sekwencję.
Palindromiczny sekwencja nukleotydów jest zdolny do tworzenia spinki do włosów. Część rdzeniowa spinki do włosów jest częścią pseudo-dwuniciową, ponieważ cała spinka jest częścią tej samej (pojedynczej) nici kwasu nukleinowego. Motywy palindromiczne występują w większości genomów lub zestawów instrukcji genetycznych. Zostały one szczególnie zbadane w chromosomach bakteryjnych i w tak zwanych Bacterial Interspersed Mosaic Elements (BIMEs) rozrzuconych po nich. W 2008 r. w ramach projektu sekwencjonowania genomu odkryto, że duże fragmenty ludzkich chromosomów X i Y są ułożone jako palindromy. Palindromiczna struktura pozwala chromosomowi Y naprawiać się przez zginanie się w środku, jeśli jedna strona jest uszkodzona.
Palindromy pojawiają się również często w sekwencjach peptydowych, które tworzą białka, ale ich rola w funkcji białka nie jest wyraźnie znana. Sugeruje się, że występowanie palindromów w peptydach może być związane z przewagą regionów o niskiej złożoności w białkach, ponieważ palindromy są często związane z sekwencjami o niskiej złożoności. Ich występowanie może być również związane ze skłonnością takich sekwencji do tworzenia heliksów alfa lub kompleksów białko/białko.