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分子生物学および遺伝学において、核酸分子、特にDNAまたはRNA鎖の「センス」とは、アミノ酸配列を決定する上で、その鎖とその相補鎖が果たす役割の性質を指します。文脈によっては、「センス」の意味が若干異なる場合があります。例えば、DNAのネガティブセンス鎖は鋳型鎖に相当し、ポジティブセンス鎖は非鋳型鎖であり、そのヌクレオチド配列はmRNA転写産物の配列に相当します。
核酸ポリマー間の塩基対形成は相補的であるため、二本鎖DNA分子は互いに逆相補的な配列を持つ2本の鎖から構成されます。分子生物学者が各鎖を個別に識別しやすくするために、通常、2本の鎖は「センス鎖」と「アンチセンス鎖」として区別されます。DNAの1本の鎖は、そのヌクレオチド配列が、アミノ酸配列に翻訳される、または翻訳可能なRNA転写産物の配列と直接一致する場合、正のセンス鎖（正（+）または単にセンスとも呼ばれる）と呼ばれます（ただし、DNA配列中のチミン塩基はRNA配列中のウラシル塩基に置き換えられます）。二本鎖DNA分子のもう一方の鎖は、負のセンス鎖（負（−）またはアンチセンスとも呼ばれる）と呼ばれ、正のセンス鎖とRNA転写産物の両方に対して逆相補的です。実際には、 RNAポリメラーゼがRNA転写産物を構築するための鋳型として使用されるのはアンチセンス鎖ですが、核酸重合が起こる際の相補的な塩基対形成により、RNA転写産物の配列は、RNA転写産物がチミンの代わりにウラシルを使用する点を除いて、正のセンス鎖と同一に見えます。
センス鎖とアンチセンス鎖の代わりに、コーディング鎖とテンプレート鎖という用語が用いられることがありますが、二本鎖DNA分子においては、これらの用語は基本的に同義です。ただし、コーディング鎖（センス鎖）には必ずしもタンパク質合成に用いられるコードが含まれているとは限りません。タンパク質をコードするRNAと非コードRNAの両方が転写される可能性があります。
「センス」と「アンチセンス」という用語は、問題となっている特定のRNA転写産物にのみ関連しており、DNA鎖全体には関連していません。言い換えれば、どちらのDNA鎖もセンス鎖またはアンチセンス鎖として機能できます。ゲノムが十分に大きいほとんどの生物は両方の鎖を使用しており、それぞれの鎖が同じDNA分子上の異なる場所で異なるRNA転写産物の鋳型鎖として機能します。場合によっては、RNA転写産物は共通のプロモーター領域から両方向（つまりどちらの鎖でも）に転写されるか、どちらの鎖のイントロン内から転写されることがあります（下記の「アンビセンス」を参照）。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
DNAセンス鎖はメッセンジャーRNA （mRNA）転写産物とよく似ているため、翻訳（タンパク質合成）の際にアミノ酸配列、ひいてはタンパク質が構築される際に最終的に使用されるコドン配列を読み取ることができます。例えば、DNAセンス鎖内の「ATG」配列は、アミノ酸メチオニンをコードするmRNAの「AUG」コドンに対応します。しかし、DNAセンス鎖自体はmRNAの鋳型としては使用されません。タンパク質コードの源となるのはDNAアンチセンス鎖です。なぜなら、DNAセンス鎖と相補的な塩基配列を持つアンチセンス鎖がmRNAの鋳型として使用されるからです。転写によってDNA鋳型鎖と相補的なRNA産物が生成されるため、mRNAはDNAアンチセンス鎖と相補的になります。
したがって、DNAアンチセンス鎖の塩基トリプレット3′-TAC-5′（DNAセンス鎖の5′-ATG-3′に相補的）が鋳型として使用され、その結果、mRNAには5′-AUG-3′の塩基トリプレットが生成されます。DNAセンス鎖には、mRNAトリプレットAUGに似たATGトリプレットが存在しますが、メチオニンを作るために直接使用されるわけではないため、mRNAの合成には使用されません。DNAセンス鎖が「センス」鎖と呼ばれるのは、タンパク質の合成に使用されるからではなく（実際には使用されません）、RNAコドン配列に直接対応する配列を持っているためです。この論理に基づき、RNA転写産物自体が「センス」と呼ばれることもあります。
二本鎖DNA分子内のいくつかの領域は遺伝子をコードしており、遺伝子は通常、タンパク質を作るためにアミノ酸が組み立てられる順序を指定する指示、および調節配列、スプライシング部位、非コードイントロン、その他の遺伝子産物をコードしています。細胞がこの情報を使用するには、DNAの一方の鎖が相補的なRNA鎖の合成の鋳型として機能します。転写されたDNA鎖は鋳型鎖と呼ばれ、アンチセンス配列を持ち、そこから生成されるmRNA転写産物はセンス配列（アンチセンスの相補配列）と呼ばれます。転写されていないDNA鎖は、転写された鎖と相補的で、センス配列を持つと言われます。これはmRNA転写産物と同じセンス配列を持ちます（ただし、DNAのT塩基はRNAのU塩基に置き換えられます）。
各鎖に割り当てられる名前は、タンパク質の情報（「センス」情報）を含む配列をどちらの方向に記述するかによって決まり、どちらの鎖が「上」または「下」として描かれているか（これは任意です）によって決まるわけではありません。鎖のラベル付けに重要な生物学的情報は、末端の5'リン酸基と末端の3'ヒドロキシル基（問題の鎖または配列の両端）の相対的な位置のみです。これらの末端が転写と翻訳の方向を決定するからです。5'末端と3'末端が明記されていれば、5'-CGCTAT-3'と書かれた配列は3'-TATCGC-5'と同等です。末端がラベル付けされていない場合は、慣例として両方の配列が5'から3'の方向に書かれているとみなされます。 「ワトソン鎖」とは5′から3′の上鎖（5′→3′）を指し、「クリック鎖」とは5′から3′の下鎖（3′←5′）を指します。[ 4 ]ワトソン鎖とクリック鎖はどちらも、それらから作られる特定の遺伝子産物に応じて、センス鎖またはアンチセンス鎖のいずれかになります。
例えば、国立生物工学情報センター（NCBI）データベースで使用されているURA3遺伝子の別名である「YEL021W」という表記は、この遺伝子が酵母（Y）染色体V（E）の左腕（L）のセントロメアから21番目のオープンリーディングフレーム（ORF）にあり、発現コード鎖がワトソン鎖（W）であることを示しています。「YKL074C」は、染色体XIのセントロメアの左側にある74番目のORFであり、コード鎖がクリック鎖（C）であることを示しています。「プラス」鎖と「マイナス」鎖を指す別の紛らわしい用語も広く使用されています。鎖がセンス（正）かアンチセンス（負）かにかかわらず、NCBI BLASTアライメントのデフォルトのクエリ配列は「プラス」鎖です。
正鎖と負鎖の両方の機能で使用される一本鎖ゲノムは、アンビセンスゲノムと呼ばれます。一部のウイルスはアンビセンスゲノムを持っています。ブニヤウイルスは3つの一本鎖RNA（ssRNA）断片を持ち、そのうちのいくつかは正鎖と負鎖の両方の部分を含んでいます。アレナウイルスもアンビセンスゲノムを持つssRNAウイルスであり、ゲノムの大小のセグメントの5'末端の一部を除いて、主に負鎖である3つの断片を持っています。
内因性mRNA転写産物と相補的なRNA配列は、「アンチセンスRNA」と呼ばれることがあります。言い換えれば、RNAのコード配列と相補的な非コード鎖であり、これはネガティブセンスウイルスRNAに似ています。mRNAが相補的なアンチセンスRNA配列と二重らせんを形成すると、翻訳が阻害されます。このプロセスはRNA干渉に関連しています。細胞は、相補的なmRNA分子と相互作用してその発現を阻害するマイクロRNAと呼ばれるアンチセンスRNA分子を自然に生成することができます。この概念は、分子生物学的手法としても利用されており、目的遺伝子の発現を阻害するために、アンチセンスRNAをコードするトランスジーンを人工的に導入することができます。放射性標識または蛍光標識されたアンチセンスRNAは、様々な細胞種における遺伝子の転写レベルを示すために使用できます。
代替アンチセンス構造タイプのいくつかは、アンチセンス療法として実験的に応用されている。米国では、食品医薬品局（FDA）が、ヒト治療用としてアンチセンスホスホロチオエートオリゴヌクレオチドであるフォミビルセン（ビトラベン）[ 5 ]とミポメルセン（キナムロ）[ 6 ]を承認している。
ウイルス学において、「センス」という用語は若干異なる意味を持ちます。RNAウイルスのゲノムは、正鎖（プラス鎖とも呼ばれる）または負鎖（マイナス鎖とも呼ばれる）のいずれかであると言えます。ほとんどの場合、「センス」と「鎖」という用語は互換的に使用されます。ウイルスゲノムが正鎖か負鎖かは、ウイルスの分類の基準として使用できます。
正鎖（5′から3′）ウイルスRNAは、特定のウイルスRNA配列がウイルス蛋白質（例えば、ウイルス複製に必要な蛋白質）に直接翻訳される可能性があることを意味します。したがって、正鎖RNAウイルスでは、ウイルスRNAゲノムはウイルスmRNAとみなすことができ、宿主細胞によって直ちに翻訳されます。負鎖RNAとは異なり、正鎖RNAはmRNAと同じ鎖方向です。コロナウイルス科などの一部のウイルスは、mRNAとして機能し、相補的なRNA中間体の助けなしに蛋白質を直接合成できる正鎖ゲノムを持っています。このため、これらのウイルスはビリオンにRNAポリメラーゼをパッケージ化する必要はありません。RNAポリメラーゼは、ウイルスのゲノムを複製するために必要なため、宿主細胞によって最初に産生される蛋白質の1つになります。
マイナス鎖（3′から5′方向）のウイルスRNAは、まずmRNAとして機能するプラス鎖RNAに転写されなければならない。DNAと同様に、マイナス鎖RNAはそれがコードするmRNAと相補的なヌクレオチド配列を持ち、またDNAと同様に、直接タンパク質に翻訳することはできない。一部のウイルス（例えばインフルエンザウイルス）はマイナス鎖ゲノムを持つため、ビリオン内部にRNAポリメラーゼを保有する必要がある。
遺伝子サイレンシングは、 RNA標的に相補的な短い「アンチセンスオリゴヌクレオチド」を細胞に導入することによって達成できます。この実験は、1978年にザメクニクとスティーブンソンによって初めて行われ[ 7 ]、実験室での実験と臨床応用（アンチセンス療法）の両方において有用なアプローチであり続けています[ 8 ]。インフルエンザウイルス[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 、呼吸器合胞体ウイルス（RSV）[ 9 ]、SARSコロナウイルス（SARS-CoV）[ 9 ]など、いくつかのウイルスは、宿主細胞での複製を阻害するためにアンチセンスオリゴヌクレオチドを使用して標的とされています。
アンチセンスオリゴヌクレオチドにDNA配列またはDNA模倣体（ホスホロチオエートDNA、2'F-ANAなど）が含まれている場合、RNase Hをリクルートして標的RNAを分解することができる。これにより、遺伝子サイレンシングのメカニズムは触媒的となる。二本鎖RNAもまた、RNAi / siRNA経路を介して触媒的酵素依存性アンチセンス剤として作用することができ、センス鎖とアンチセンス鎖のペアリングによる標的mRNAの認識に続いて、RNA誘導サイレンシング複合体（RISC）による標的mRNAの分解が起こる。R1プラスミドhok/sokシステムは、結果として生じるRNA二本鎖の酵素分解を介した酵素依存性アンチセンス制御プロセスのもう一つの例を提供する。
その他のアンチセンス機構は酵素に依存しないが、標的RNAの立体障害を利用する（例えば、翻訳を阻害したり、選択的スプライシングを誘導したりする）。立体障害を利用したアンチセンス機構では、高度に修飾されたオリゴヌクレオチドがよく用いられる。RNase Hによる認識を必要としないため、2'-O-アルキル、ペプチド核酸（PNA）、ロックド核酸（LNA）、モルフォリノオリゴマーなどの化学構造が利用できる。