Ierobežojošos enzīmus dabiski ražo baktērijas. Kopš viņu atklāšanas viņiem ir bijusi būtiska loma gēnu inženierijā. Šie fermenti atpazīst un sagriež īpašās vietās DNS dubultā spirāle un ir ļāvuši gūt panākumus tādās jomās kā ģenētiskā terapija un farmaceitiskā ražošana.
Ierobežojošais enzīms ir biežāk lietojams nosaukums restrikcijas endonukleāzei. Ierobežojošie enzīmi ir baktērijas šūnās atrodami proteīni, kas atpazīst specifisku īsu DNS (dezoksiribonukleīnskābi, kā arī gēnu terapiju).
Ir tūkstošiem dažādu restrikcijas enzīmu, katrs nosaukts par baktērijām, no kurām tas radies. Šie fermenti atpazīst un sagriež simtiem unikālu DNS secību, parasti četras līdz septiņas bāzes vienības garas. Zinātnieki izvēlas, kuru specifisko ierobežošanas fermentu lietot, pamatojoties uz vēlamo rezultātu.
Ierobežojošie enzīmi darbojas, mērķējot uz noteiktu bāzes pāru secību DNS. DNS ir četras nukleotīdu bāzes, kas savienojas pārī; adenīna pāri ar timīnu un citozīna pāri ar guanīnu. Ierobežošanas enzīms izraisa abu DNS virkņu sadalīšanos, kā rezultātā bieži rodas DNS molekulas ar izvirzītām nesapļautām bāzēm vai lipīgiem galiem. Šos lipīgos galus var savienot kopā ar papildu DNS bāzes pāriem, kas sagriezti ar to pašu restrikcijas enzīmu, pat ja DNS ir no pilnīgi citas sugas.
Lai gēns darbotos, to nevar vienkārši ievietot tieši šūnā. Pirmkārt, zinātniekiem jāizmanto restrikcijas enzīmi, lai sadalītu vai izgrieztu gēnu, kuru viņi vēlas izmantot. Tad to pašu restrikcijas enzīmu izmanto, lai atvērtu DNS saimniekorganisma šūnā vai vektorā, kas piegādā DNS. Vektors var būt baktēriju vai vīrusu. Ja mērķis ir radīt lielu daudzumu vēlamā gēna, parasti tiek izmantotas baktēriju šūnas. Ja mērķis ir gēnu terapija, tiek izmantota modificēta vīrusu šūna, kas var inficēt noteiktas šūnas daļas, lai integrētu jauno ģenētisko materiālu.
Ierobežojumu enzīmu atklāšana ir pavērusi durvis zinātnes attīstībai gēnu terapijā, kā arī farmācijā. 1982. gadā cilvēka insulīns, kas ražots ģenētiski modificētās baktērijās, bija pirmais rekombinantais produkts, ko komerciālai lietošanai apstiprināja ASV Pārtikas un zāļu pārvalde. Daži zinātnieki cer, ka gēnu terapija galu galā var izraisīt tādu slimību ārstēšanu kā vēzis, sirds slimības, AIDS un cistiskā fibroze.