Ribojimo fermentus natūraliai gamina bakterijos. Nuo pat atradimo jie atliko pagrindinį vaidmenį genų inžinerijoje. Šie fermentai atpažįsta ir supjausto tam tikrose vietose dviguboje DNR spiralėje ir leido pasiekti pažangą tokiose srityse kaip genetinė terapija ir farmacijos gamyba.
Ribojimo fermentas yra labiau paplitęs restrikcijos endonukleazės pavadinimas. Ribojantys fermentai yra bakterijų ląstelėse esantys baltymai, atpažįstantys specifinę trumpą DNR (dezoksiribonukleino rūgštis, taip pat genų terapija).
Yra tūkstančiai skirtingų restrikcijos fermentų, kurių kiekvienas yra pavadintas pagal bakterijas, iš kurių kilo. Šie fermentai atpažįsta ir perpjauna šimtus unikalių DNR sekų, paprastai keturių - septynių bazinių vienetų ilgio. Mokslininkai, remdamiesi norimu rezultatu, parenka, kurį specifinį restrikcijos fermentą naudoti.
Ribojimo fermentai veikia nukreipdami specifinę bazių porų seką DNR. DNR turi keturias nukleotidų bazes, kurios poruojasi kartu; adenino poros su timinu ir citozino poros su guaninu. Dėl restrikcijos fermento abi DNR grandinės suyra, todėl dažnai susidaro DNR molekulės su išsikišančiomis neporinėmis bazėmis arba lipniais galais. Šie lipnūs galai gali būti sujungiami su papildomomis DNR bazių poromis, supjaustytomis tuo pačiu restrikcijos fermentu, net jei DNR yra visiškai kitokios rūšies.
Kad genas veiktų, jo negalima tiesiog įterpti tiesiai į ląstelę. Pirma, mokslininkai turi naudoti restrikcijos fermentus, norėdami suskaidyti arba iškirpti norimą naudoti geną. Tada tas pats restrikcijos fermentas naudojamas DNR atidaryti ląstelėje-šeimininkėje arba vektoriuje, kuris perneša DNR. Vektorius gali būti bakterinis arba virusinis. Jei siekiama pagaminti didelius norimo geno kiekius, paprastai naudojamos bakterijų ląstelės. Jei tikslas yra genų terapija, naudojama modifikuota virusinė ląstelė, kuri gali užkrėsti konkrečias ląstelės dalis, siekiant integruoti naują genetinę medžiagą.
Atradus restrikcijos fermentus, atsivėrė durys mokslo pažangai genų terapijos, taip pat farmacijos srityje. 1982 m. Žmogaus insulinas, pagamintas genų inžinerijos būdu sukurtose bakterijose, buvo pirmasis rekombinantinis produktas, kurį JAV maisto ir vaistų administracija patvirtino komerciniam naudojimui. Kai kurie mokslininkai tikisi, kad genų terapija gali padėti gydyti tokias ligas kaip vėžys, širdies ligos, AIDS ir cistinė fibrozė.