相補性（分子生物学）

アンチセンス転写産物は、コード配列に相補的な非コードmRNAの領域です。^{[ 7 ]}ゲノムワイド研究により、 RNAアンチセンス転写産物は自然界で一般的に存在することが示されています。これらは一般的に、遺伝暗号のコード能力を高め、遺伝子制御に全体的な複雑さを加えると考えられています。これまでのところ、ヒトゲノムの40%が両方向に転写されていることが知られており、逆転写の潜在的な重要性が強調されています。^{[ 8 ]}センス転写 産物とアンチセンス転写産物の間の相補的な領域により、二本鎖RNAハイブリッドが生成され、これが遺伝子制御において重要な役割を果たす可能性があることが示唆されています。たとえば、低酸素誘導因子1α mRNAとβ-セクレターゼmRNAは双方向に転写され、アンチセンス転写産物がセンススクリプトの安定化因子として機能することが示されています。^{[ 9 ]}

miRNA（マイクロRNA）は、転写された遺伝子の領域に相補的な短いRNA配列であり、調節機能を持っています。現在の研究では、循環miRNAが新しいバイオマーカーとして利用できる可能性があり、疾患診断に利用できる有望な証拠を示しています。^{[ 10 ]} miRNAは、調節遺伝子のRNA配列からDicer酵素によって切り出された長いRNA配列から形成されます。これらの短い鎖はRISC複合体に結合します。相補性により、転写された遺伝子の上流領域の配列と一致し、3つの方法で遺伝子のサイレンサーとして機能します。1つ目は、リボソームが結合して翻訳を開始するのを阻害することです。2つ目は、複合体が結合したmRNAを分解することです。3つ目は、Dicerが作用してより多くのmiRNAを作成し、より多くの遺伝子のコピーを見つけて分解できる新しい二本鎖RNA（dsRNA）配列を提供することです。低分子干渉RNA（siRNA）は、miRNAと同様の機能を持っています。これらは他のRNA源から得られますが、miRNAと同様の目的を果たします。^{[ 1 ]} 長さが短いため、相補性の規則により、選択する標的を非常に選択的にすることができます。鎖の各塩基に4つの選択肢があり、mi/siRNAの長さが20bp～22bpであることを考えると、これは、1 × 10 ¹²通りの組み合わせが可能。ヒトゲノムの長さは約 31 億塩基であることを考えると、^{[ 11 ]}これは、各 miRNA がヒトゲノム全体で偶然に一度だけ一致するものを見つける必要があることを意味します。

キッシングヘアピンは、核酸の1本鎖がそれ自身と相補的になり、ヘアピン状のRNAループを形成するときに形成されます。^{[ 12 ]} 2つのヘアピンが生体内で互いに接触すると、2本の鎖の相補的な塩基が形成され、ヘアピンがほどけ始め、二本鎖RNA（dsRNA）複合体が形成されるか、ヘアピンのミスマッチにより複合体が2本の別々の鎖にほどけます。キッシング前のヘアピンの二次構造は、比較的固定されたエネルギー変化で安定した構造を可能にします。^{[ 13 ]}これらの構造の目的は、ヘアピンループの安定性と相補鎖との結合強度とのバランスを取ることです。悪い場所に最初に強く結合すると、鎖は十分に速くほどけません。最初に弱く結合すると、鎖は目的の複合体を完全に形成しません。これらのヘアピン構造は、初期結合に対する十分なチェックを提供するのに十分な塩基を露出させ、好ましい一致が見つかった後に展開を可能にするのに十分な弱い内部結合を提供します。^{[ 13 ]}

---C G--- CG ---C G--- UACG GCUA CGGC AGCG AAAG CUAA U CUU ---CCUGCAACUUAGGCAGG--- A GAA ---GGACGUUGAAUCCGUCC--- ガウ UUUC UCGC GCCG CGAU AUGC GC ---G C--- ---G C--- ループの頂点でキスをするヘアピン。その相補性。 2つの頭のうちの1つが、ヘアピンが開いてまっすぐになるように促します。 2本のヘアピンではなく、2本の鎖が1つの平面状に連なった構造になる。

cDNAライブラリーは、発現したDNA遺伝子のコレクションであり、遺伝子同定やクローニングのプロセスにおいて有用な参照ツールとして認識されています。cDNAライブラリーは、mRNAテンプレートをDNAに転写するRNA依存性DNAポリメラーゼ逆転写酵素（RT）を用いてmRNAから構築されます。したがって、cDNAライブラリーには、mRNAに転写されることを意図した挿入配列のみが含まれます。このプロセスは、DNA/RNA相補性の原理に基づいています。ライブラリーの最終産物は二本鎖DNAであり、これはプラスミドに挿入することができます。したがって、cDNAライブラリーは現代の研究において強力なツールです。^{[ 1 ] [ 14 ]}

系統生物学の配列を記述する場合、「2つのうちいずれか」または「3つのうちいずれか」を意味するIUPACコードが必要になる場合があります。IUPACコードR（任意のプリン）はY（任意のピリミジン）と相補的であり、M（アミノ）はK（ケト）と相補的です。W（弱い）とS（強い）は通常交換されませんが^{[ 15 ]}、過去には一部のツールで交換されたことがあります^{[ 16 ]} 。WとSはそれぞれ「弱い」と「強い」を表し、ヌクレオチドが相補的なパートナーと対合するために使用する水素結合の数を示します。パートナーは同じ数の結合を使用して相補的なペアを形成します^{[ 17 ] 。}

3つのヌクレオチドのうち1つを除外するIUPACコードは、その相補的なヌクレオチドを除外するIUPACコードと相補的になり得る。例えば、V（A、C、またはG - 「T以外」）は、B（C、G、またはT - 「A以外」）と相補的になり得る。

特定の文字を使用して、相補塩基に適した（両義的な）核酸表記を作成することができます（例：グアニン = b、シトシン = q、アデニン = n、チミン = u）。これにより、テキストを「上下逆」に回転させるだけで、DNA 配列全体を相補することが可能になります。^{[ 19 ]} 例えば、以前のアルファベットでは、buqn（GTCA）を上下逆さまにすると、 ubnq（TGAC、逆相補）と読めます。

qqubqnnquunbbqnbb

bbnqbuubnnuqqbuqq

両義表記法は、回文配列などの相補的な核酸配列を容易に視覚化できます。^{[ 20 ]}この機能は、通常のASCII文字やUnicode文字ではなく、カスタムフォントや記号を使用するとさらに強化されます。^{[ 20 ]}