Komplementär desoxyribonukleinsyra (DNA) är DNA där sekvensen av de ingående molekylerna på den ena strängen i den dubbelsträngade strukturen matchar sekvensen på den andra strängen kemiskt.
En användbar analogi är att tänka på en nyckel och ett lås. Även om det finns många olika typer av nycklar är det bara en som passar låsets konturer och därför passar in i låset. De olika kemiska molekylerna som ingår i DNA kan inte heller paras ihop på ett ospecifikt sätt. En ”lås i nyckel”-passning fungerar på molekylär nivå.
De kemiska molekyler som utgör DNA kallas nukleotidbaser. Det finns fyra vanliga typer av baser: adenin (A), cytosin (C), guanin (G) och tymin (T). I det kemiska ”lås och nyckel”-sättet parar sig ett A på den ena strängen alltid med ett T på den andra strängen. Likaså paras ett C på den ena strängen alltid med ett G på den andra strängen. De två strängarna beskrivs som komplementära till varandra.
Komplementärt DNA (cDNA) är en kopia av en region av en DNA-sträng. Om det ursprungliga DNA-ståndet till exempel hade sekvensen ATT kommer den komplementära sekvensen att vara TAA. Det cDNA kommer att binda till den komplementära platsen på DNA-strängen.
Komplementärt DNA är viktigt naturligt, vid tillverkning av nya kopior av DNA, och har blivit ett viktigt experimentellt verktyg. Vid DNA-replikation rullas de två strängarna av från varandra. En molekyl som kallas DNA-polymeras löper längs varje sträng och gör en komplementär kopia av varje sträng. Med andra ord fungerar varje sträng som en ritning för att producera en komplementär sträng. De två nya strängarna är komplementära till varandra och kan därför sammanfogas i en process som kallas annealing. De gamla strängarna glödgas också. Resultatet är två kompletta kopior av DNA.
Komplementärt DNA har utnyttjats för att utveckla forskningsmetoder och för att framställa genetiskt förändrade kommersiella produkter. Ett klassiskt exempel på cDNA är tekniken för polymeraskedjereaktion (PCR). PCR efterliknar processen för DNA-tillverkning i ett provrör. I en serie reaktioner kopieras en målsträcka av DNA, och kopiorna i sig tjänar som mallar för fler kopior. Den ursprungliga DNA-sekvensen amplifieras till en miljard kopior inom några minuter.
Eftersom ribonukleinsyra (RNA) tillverkas med DNA som blåkopia, utsträcks fenomenet med komplementära strängar också till RNA. RNA består av fyra baser; adenin (A), cytosin (C), guanin (G) och uracil (U; i stället för tymin som finns i DNA). I scenariot lås i nyckel parar sig ett A med U) på den andra strängen, och ett C parar sig alltid med ett G. Komplementärt RNA (cRNA) är en kopia av en RNA-sträng som kommer att binda till den lämpliga regionen i originalmolekylen. Om den ursprungliga RNA-strängen till exempel hade bassekvensen AUU skulle sekvensen för cRNA-strängen vara UAA.
Anslutningen av en DNA- eller RNA-sträng till dess komplement är ett av de grundläggande forskningsverktygen för molekylärbiologen. Bindning av ett komplement kan identifiera målregioner av DNA eller RNA och kan användas för att störa DNA-tillverkningsprocessen. Om det komplementära DNA:t är märkt med en förening som fluorescerar kan bindningen av den fluorescerande sonden faktiskt visualiseras med hjälp av ett mikroskop. Detta gör det möjligt att undersöka DNA-syntesen i ”realtid”.