შეზღუდვის ფერმენტები ბუნებრივად წარმოიქმნება ბაქტერიების მიერ. აღმოჩენის შემდეგ, მათ ფუნდამენტური როლი შეასრულეს გენეტიკურ ინჟინერიაში. ეს ფერმენტები აღიარებენ და ჭრიან დნმ – ის ორმაგი სპირალის სპეციფიკურ ადგილებში და შესაძლებელს ხდიან განვითარებას ისეთ სფეროებში, როგორიცაა გენეტიკური თერაპია და ფარმაცევტული წარმოება.
შეზღუდვის ფერმენტი არის უფრო შეზღუდული ენდონუკლეაზის უფრო გავრცელებული სახელი. შეზღუდვის ფერმენტები არის ცილები, რომლებიც გვხვდება ბაქტერიულ უჯრედებში, რომლებიც აღიარებენ სპეციფიკურ მოკლე დნმ-ს (დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა და აგრეთვე გენური თერაპიები).
არსებობს ათასობით სხვადასხვა შეზღუდვის ფერმენტი, რომელთაგან თითოეული დასახელებულია ბაქტერიებისგან, საიდანაც იგი წარმოიშვა. ეს ფერმენტები ცნობს და აჭრის ასობით უნიკალურ დნმ-ის მიმდევრობას, რომელთა სიგრძე ტიპიურად ოთხიდან შვიდი ფუძის ერთეულია. მეცნიერები ირჩევენ რომელი კონკრეტული შეზღუდვის ფერმენტის გამოყენებას სასურველი შედეგის საფუძველზე.
შეზღუდვის ფერმენტები მუშაობენ დნმ-ში ფუძის წყვილი სპეციფიკური თანმიმდევრობის სამიზნეობით. დნმ-ს აქვს ოთხი ნუკლეოტიდის ფუძე, რომლებიც ერთმანეთთან დაწყვილებულია; ადენინი წყვილდება თიმინთან და ციტოზინის წყვილი გუანინთან. შემზღუდველი ფერმენტი იწვევს დნმ-ის ორივე ძაფის დაშლას, რის შედეგადაც დნმ-ის მოლეკულები გამოდის გამოყოფილი დაწყვილებული ფუძით ან წებოვანი დაბოლოებით. ეს წებოვანი დაბოლოებები შეიძლება შეერთდეს დნმ-ის დამატებით წყვილ წყვილთან, რომლებიც ერთიდაიგივე შეზღუდვის ფერმენტით არის მოჭრილი, მაშინაც კი, თუ დნმ სრულიად განსხვავებული სახეობისაა.
იმისათვის, რომ გენი იმუშაოს, ის უბრალოდ ვერ შედის პირდაპირ უჯრედში. პირველ რიგში, მეცნიერებმა უნდა გამოიყენონ შეზღუდვის ფერმენტები, რომლითაც უნდა გაანაწილონ ან გაჭრა გენი, რომლის გამოყენებაც სურთ. იგივე შეზღუდვის ფერმენტი გამოიყენება დნმ-ის გასახსნელად მასპინძელ უჯრედში, ან ვექტორში, რომელიც აწვდის დნმ-ს. ვექტორი შეიძლება იყოს ბაქტერიული და ვირუსული. თუ მიზანი დიდი რაოდენობით სასურველი გენის წარმოებაა, ჩვეულებრივ გამოიყენება ბაქტერიული უჯრედები. თუ მიზანი არის გენური თერაპია, გამოიყენება მოდიფიცირებული ვირუსული უჯრედი, რომელსაც შეუძლია დააინფიციროს უჯრედის კონკრეტული ნაწილები ახალი გენეტიკური მასალის ინტეგრირების მიზნით.
შეზღუდვის ფერმენტების აღმოჩენამ კარი გაუღო სამეცნიერო წინსვლას გენთა თერაპიასა და ფარმაცევტულ პროდუქტებში. 1982 წელს გენური ინჟინერიით შემუშავებულ ბაქტერიებში წარმოებული ადამიანის ინსულინი იყო პირველი რეკომბინანტული პროდუქტი, რომელიც დამტკიცდა აშშ – ს სურსათისა და წამლის ადმინისტრაციის მიერ კომერციული მიზნით. ზოგი მეცნიერი იმედოვნებს, რომ საბოლოოდ გენურმა თერაპიამ შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი დაავადებების მკურნალობა, როგორიცაა კიბო, გულის დაავადებები, შიდსი და კისტოზური ფიბროზი.