El ácido desoxirribonucleico (ADN) complementario es el ADN en el que la secuencia de las moléculas constituyentes de una hebra de la estructura de doble cadena coincide químicamente con la secuencia de la otra hebra.
Una analogía útil es imaginar una llave y una cerradura. Aunque hay muchos tipos diferentes de llaves, sólo un diseño coincide con los contornos de la cerradura y, por tanto, encaja en ella. Las diferentes moléculas químicas que componen el ADN tampoco encajan de forma inespecífica. El ajuste de la «cerradura en la llave» funciona a nivel molecular.
Las moléculas químicas que componen el ADN se conocen como bases de nucleótidos. Hay cuatro tipos comunes de bases: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). En el ajuste químico de «cerradura y llave», una A en una hebra siempre se empareja con una T en la otra hebra. Asimismo, una C en una hebra siempre se empareja con una G en la otra hebra. Las dos cadenas se describen como complementarias entre sí.
El ADN complementario (ADNc) es una copia de una región de una cadena de ADN. Por ejemplo, si el soporte de ADN original tenía una secuencia de ATT, la secuencia complementaria será TAA. El ADNc se unirá al sitio complementario en la cadena de ADN.
El ADN complementario es importante de forma natural, en la fabricación de nuevas copias de ADN, y se ha convertido en una importante herramienta experimental. En la replicación del ADN, las dos cadenas se desenrollan la una de la otra. Una molécula llamada ADN polimerasa recorre la longitud de cada hebra, haciendo una copia complementaria de cada hebra. En otras palabras, cada hebra actúa como un plano para producir una hebra complementaria. Las dos hebras nuevas son complementarias entre sí, por lo que pueden unirse en un proceso llamado recocido. Las hebras viejas también se anejan. El resultado son dos copias completas de ADN.
El ADN complementario se ha explotado para desarrollar técnicas de investigación y para producir productos comerciales alterados genéticamente. Un ejemplo clásico de ADNc es la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La PCR imita el proceso de fabricación de ADN en un tubo de ensayo. En una serie de reacciones, se copia un tramo de ADN objetivo, y las propias copias sirven como plantillas para más copias. La secuencia original de ADN se amplifica para hacer mil millones de copias en cuestión de minutos.
Debido a que el ácido ribonucleico (ARN) se fabrica utilizando el ADN como modelo, el fenómeno de las cadenas complementarias también se extiende al ARN. El ARN está formado por cuatro bases: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y uracilo (U, en lugar de la timina del ADN). En el escenario de la cerradura en la llave, una A se empareja con la U) en la otra hebra, y una C siempre se empareja con una G. El ARN complementario (ARNc) es una copia de una hebra de ARN que se unirá a la región apropiada de la molécula original. Si el soporte de ARN original tenía una secuencia de bases de AUU, por ejemplo, la secuencia de la cadena de ARNc sería UAA.
La asociación de una cadena de ADN o ARN a su complemento es una de las herramientas básicas de investigación del biólogo molecular. La unión de un complemento puede identificar regiones objetivo de ADN o ARN, y puede utilizarse para interrumpir el proceso de fabricación del ADN. Si el ADN complementario está marcado con un compuesto fluorescente, la unión de la sonda fluorescente puede visualizarse con un microscopio. Esto permite el examen en «tiempo real» de la síntesis de ADN.