Рестрикционните ензими се произвеждат естествено от бактерии. От откритието си те играят основна роля в генното инженерство. Тези ензими разпознават и режат на определени места в двойната спирала на ДНК и са направили възможно постигането на напредък в области като генетична терапия и фармацевтично производство.
Рестрикционният ензим е по-често срещано наименование на рестрикционната ендонуклеаза. Рестрикционните ензими са протеини, открити в бактериалните клетки, които разпознават специфична къса ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина, както и генни терапии.
Има хиляди различни рестрикционни ензими, всеки от които е кръстен на бактериите, от които произхожда. Тези ензими разпознават и изрязват стотици уникални ДНК последователности, обикновено с дължина от четири до седем базови единици. Учените избират кой специфичен рестрикционен ензим да се използва въз основа на желания резултат.
Рестрикционните ензими действат, като насочват към определена последователност от базови двойки в ДНК. ДНК има четири нуклеотидни бази, които се сдвояват; двойки аденин с тимин и двойки цитозин с гуанин. Рестрикционният ензим кара двете нишки на ДНК да се разпаднат, което често води до ДНК молекули с изпъкнали несдвоени основи или лепкави краища. Тези лепкави краища могат да бъдат свързани заедно с допълнителни двойки ДНК основи, изрязани със същия рестрикционен ензим, дори ако ДНК е от съвсем различен вид.
За да работи ген, той не може просто да бъде вкаран директно в клетката. Първо, учените трябва да използват рестрикционни ензими, за да снаждат или изрязват гена, който искат да използват. След това същият рестрикционен ензим се използва за отваряне на ДНК в клетката гостоприемник или вектор, който доставя ДНК. Векторът може да бъде бактериален или вирусен. Ако целта е да се получат големи количества от желания ген, обикновено се използват бактериални клетки. Ако целта е за генна терапия, се използва модифицирана вирусна клетка, която може да зарази определени части на клетката, за да интегрира новия генетичен материал.
Откриването на рестрикционни ензими отвори вратите за научен напредък в генната терапия, както и във фармацевтиката. През 1982 г. човешкият инсулин, произведен от генетично модифицирани бактерии, е първият рекомбинантен продукт, одобрен от Американската администрация по храните и лекарствата за търговска употреба. Някои учени се надяват, че генната терапия в крайна сметка може да доведе до лечение на заболявания като рак, сърдечни заболявания, СПИН и муковисцидоза.