Restrikční enzymy jsou přirozeně produkovány bakteriemi. Od svého objevu hráli zásadní roli v genetickém inženýrství. Tyto enzymy rozpoznávají a štěpí na konkrétních místech v dvojité šroubovici DNA a umožnily pokrok v takových oblastech, jako je genetická terapie a farmaceutická výroba.
Restrikční enzym je běžnější název pro restrikční endonukleázu. Restrikční enzymy jsou proteiny nacházející se v bakteriálních buňkách, které rozpoznávají specifickou krátkou DNA (deoxyribonukleová kyselina i genové terapie).
Existují tisíce různých restrikčních enzymů, z nichž každý je pojmenován pro bakterie, ze kterých pochází. Tyto enzymy rozpoznávají a štěpí stovky jedinečných sekvencí DNA, obvykle dlouhých čtyři až sedm základních jednotek. Vědci vybírají, který konkrétní restrikční enzym použít, na základě požadovaného výsledku.
Restrikční enzymy fungují zaměřením na konkrétní sekvenci párů bází v DNA. DNA má čtyři nukleotidové báze, které se párují dohromady; páry adeninu s thyminem a páry cytosinu s guaninem. Restrikční enzym způsobí rozpad obou řetězců DNA, což často vede k molekulám DNA s vyčnívajícími nepárovými bázemi nebo lepkavými konci. Tyto lepkavé konce mohou být spojeny dohromady s komplementárními páry bází DNA štěpenými stejným restrikčním enzymem, i když je DNA ze zcela jiného druhu.
Aby gen fungoval, nelze jej jednoduše vložit přímo do buňky. Nejprve musí vědci použít restrikční enzymy ke spojení nebo vyříznutí genu, který chtějí použít. Stejný restrikční enzym se potom použije k otevření DNA v hostitelské buňce nebo vektoru, který dodává DNA. Vektor může být bakteriální nebo virový. Pokud je cílem produkovat velké množství požadovaného genu, obvykle se používají bakteriální buňky. Pokud je cílem genová terapie, použije se modifikovaná virová buňka, která může infikovat specifické části buňky za účelem integrace nového genetického materiálu.
Objev restrikčních enzymů otevřel dveře vědeckému pokroku v genové terapii i ve farmaceutickém průmyslu. V roce 1982 byl lidský inzulín produkovaný v geneticky upravených bakteriích prvním rekombinantním produktem schváleným americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv pro komerční použití. Někteří vědci doufají, že genová terapie nakonec může vést k léčbě nemocí, jako je rakovina, srdeční choroby, AIDS a cystická fibróza.