Komplementaarinen deoksiribonukleiinihappo (DNA) on sellaista DNA:ta, jossa kaksisäikeisen rakenteen toisessa säikeessä olevien molekyylien sekvenssi vastaa kemiallisesti toisen säikeen sekvenssiä.
Hyödyllinen analogia on kuvitella avain ja lukko. Vaikka avaimia on monenlaisia, vain yksi malli sopii lukon ääriviivoihin ja sopii siten lukkoon. Erilaiset kemialliset molekyylit, jotka muodostavat DNA:n, eivät myöskään parity epäspesifisesti. ”Lukko avaimessa” -sovitus toimii molekyylitasolla.
Kemiallisia molekyylejä, jotka muodostavat DNA:n, kutsutaan nukleotidiemäksiksi. Yleisiä emästyyppejä on neljä: adeniini (A), sytosiini (C), guaniini (G) ja tymiini (T). Kemiallisessa ”lukon ja avaimen” sovituksessa yhdessä säikeessä oleva A muodostaa aina parin toisessa säikeessä olevan T:n kanssa. Samoin yhdessä säikeessä oleva C muodostaa aina parin toisessa säikeessä olevan G:n kanssa. Näitä kahta säiettä kuvataan toistensa komplementaarisiksi.
Komplementaarinen DNA (cDNA) on kopio DNA-juosteen alueesta. Jos esimerkiksi alkuperäisessä DNA-varressa oli sekvenssi ATT, komplementtisekvenssi on TAA. cDNA sitoutuu DNA-juosteen komplementtikohtaan.
Komplementti-DNA:lla on merkitystä luonnossa, uusien DNA-kopioiden valmistuksessa, ja siitä on tullut tärkeä kokeellinen väline. DNA:n replikaatiossa kaksi säiettä kääritään irti toisistaan. DNA-polymeraasiksi kutsuttu molekyyli kulkee molempien säikeiden pituussuunnassa, jolloin kummastakin säikeestä muodostuu komplementaarinen kopio. Toisin sanoen kumpikin säie toimii mallina komplementaarisen säikeen tuottamiseksi. Kaksi uutta säiettä ovat toisiaan täydentäviä, joten ne voivat liittyä toisiinsa prosessissa, jota kutsutaan annealingiksi. Myös vanhat säikeet hehkuvat. Tuloksena on kaksi täydellistä DNA-kopiota.
Komplementaarista DNA:ta on hyödynnetty tutkimustekniikoiden kehittämisessä ja geneettisesti muunnettujen kaupallisten tuotteiden tuottamisessa. Klassinen esimerkki cDNA:sta on polymeraasiketjureaktiotekniikka (PCR). PCR jäljittelee DNA:n valmistusprosessia koeputkessa. Reaktiosarjassa kopioidaan DNA:n kohdepätkä, ja kopiot itse toimivat malleina uusille kopioille. Alkuperäinen DNA-sekvenssi monistetaan miljardiksi kopioksi muutamassa minuutissa.
Koska ribonukleiinihappo (RNA) valmistetaan käyttäen DNA:ta mallina, komplementaaristen säikeiden ilmiö ulottuu myös RNA:han. RNA koostuu neljästä emäksestä; adeniinista (A), sytosiinista (C), guaniinista (G) ja urasiilista (U; DNA:ssa olevan tymiinin sijasta). Lukko avaimessa -skenaariossa A muodostaa parin toisella säikeellä olevan U:n kanssa, ja C muodostaa aina parin G:n kanssa. Komplementaarinen RNA (cRNA) on kopio RNA:n säikeestä, joka sitoutuu alkuperäisen molekyylin sopivaan alueeseen. Jos alkuperäisen RNA-ständin emäsjärjestys olisi esimerkiksi AUU, cRNA-juosteen järjestys olisi UAA.
DNA- tai RNA-juosteen yhdistäminen sen komplementtiin on yksi molekyylibiologin perustutkimusvälineistä. Komplementin sitoutumisella voidaan tunnistaa DNA:n tai RNA:n kohdealueet, ja sen avulla voidaan häiritä DNA:n valmistusprosessia. Jos komplementti-DNA on merkitty fluoresoivalla yhdisteellä, fluoresoivan koettimen sitoutuminen voidaan itse asiassa visualisoida mikroskoopilla. Tämä mahdollistaa DNA-synteesin ”reaaliaikaisen” tutkimisen.