Restrikcijske encime naravno proizvajajo bakterije. Od svojega odkritja so igrali temeljno vlogo v genskem inženiringu. Ti encimi prepoznajo in režejo na določenih mestih v dvojni vijačnici DNA in omogočajo napredek na področjih, kot so genetska terapija in farmacevtska proizvodnja.
Restrikcijski encim je pogostejše ime za restrikcijsko endonukleazo. Restrikcijski encimi so beljakovine, ki jih najdemo v bakterijskih celicah in prepoznajo specifično kratko DNA (deoksiribonukleinsko kislino in genske terapije.
Obstaja na tisoče različnih restrikcijskih encimov, od katerih ima vsak bakterijo, iz katere izvira. Ti encimi prepoznajo in režejo na stotine unikatnih zaporedij DNA, običajno dolgih od štiri do sedem baznih enot. Znanstveniki na podlagi želenega rezultata izberejo, kateri specifični restrikcijski encim uporabiti.
Restrikcijski encimi delujejo tako, da ciljajo na določeno zaporedje baznih parov v DNA. DNA ima štiri nukleotidne baze, ki se povezujejo; par adenina s timinom in par citozina z gvaninom. Restrikcijski encim povzroči razpad obeh verig DNA, kar pogosto povzroči molekule DNA z štrlečimi neparnimi bazami ali lepljivimi konci. Ti lepljivi konci se lahko povežejo z komplementarnimi baznimi pari DNA, razrezanimi z istim restrikcijskim encimom, tudi če DNK prihaja iz povsem različnih vrst.
Da bi gen deloval, ga ni mogoče preprosto vstaviti neposredno v celico. Najprej morajo znanstveniki z restrikcijskimi encimi združiti ali izrezati gen, ki ga želijo uporabiti. Z istim restrikcijskim encimom nato odpremo DNK v gostiteljski celici ali vektorju, ki odda DNK. Vektor je lahko bakterijski ali virusni. Če je cilj proizvesti velike količine želenega gena, se običajno uporabljajo bakterijske celice. Če je cilj genska terapija, se uporabi modificirana virusna celica, ki lahko okuži določene dele celice, da se vključi nov genski material.
Odkritje restrikcijskih encimov je odprlo vrata za znanstveni napredek tako na področju genske terapije kot farmacevtskih izdelkov. Leta 1982 je bil človeški inzulin, proizveden v gensko spremenjenih bakterijah, prvi rekombinantni izdelek, ki ga je ameriška uprava za hrano in zdravila odobrila za komercialno uporabo. Nekateri znanstveniki upajo, da lahko genska terapija na koncu privede do zdravljenja bolezni, kot so rak, bolezni srca, AIDS in cistična fibroza.