Рестриктивне ензиме природно производе бактерије. Од свог открића, они су играли фундаменталну улогу у генетском инжењерингу. Ови ензими препознају и пресецају се на одређеним местима у двострукој завојници ДНК и омогућили су напредак у областима попут генетске терапије и фармацеутске производње.
Рестрикцијски ензим је чешћи назив за рестрикциону ендонуклеазу. Рестриктивни ензими су протеини који се налазе у бактеријским ћелијама и препознају специфичну кратку ДНК (деоксирибонуклеинску киселину као и генске терапије.
Постоје хиљаде различитих рестрикционих ензима, сваки од њих назван по бактеријама из којих потиче. Ови ензими препознају и пресецају стотине јединствених секвенци ДНК, обично дуге од четири до седам базних јединица. Научници бирају који ће специфични рестрикциони ензим користити на основу жељеног резултата.
Рестриктивни ензими делују циљајући одређени низ базних парова у ДНК. ДНК има четири нуклеотидне базе које се спајају; аденин парови са тимином, а цитозин парови са гванином. Рестриктивни ензим узрокује распадање оба ланца ДНК, што често резултира молекулима ДНК са избоченим неспареним базама или лепљивим крајевима. Ови лепљиви крајеви могу се повезати са комплементарним паровима ДНК база исеченим истим рестрикционим ензимом, чак и ако је ДНК из потпуно различитих врста.
Да би ген функционисао, не може се једноставно убацити директно у ћелију. Прво, научници морају да користе рестрикционе ензиме да би спојили или исекли ген који желе да користе. Исти рестрикциони ензим се затим користи за отварање ДНК у ћелији домаћину или вектору, који испоручује ДНК. Вектор може бити бактеријски или вирусни. Ако је циљ стварање великих количина жељеног гена, обично се користе бактеријске ћелије. Ако је циљ генетска терапија, користи се модификована вирусна ћелија која може да зарази одређене делове ћелије како би се интегрисао нови генетски материјал.
Откриће рестрикционих ензима отворило је врата за научни напредак у генетској терапији, као и у фармацеутским производима. 1982. године, хумани инсулин произведен у генетски инжењерираним бактеријама био је први рекомбинантни производ који је америчка Управа за храну и лекове одобрила за комерцијалну употребу. Неки научници се надају да генска терапија на крају може довести до лечења болести попут рака, болести срца, АИДС-а и цистичне фиброзе.