Deoxiribonukleas är ett enzym som klyver DNA och är även känt som DNas. Det är involverat i reparationen av skadat DNA och används kliniskt för att behandla cystisk fibros. Bakteriella deoxiribonukleaser har varit avgörande för att etablera teknikerna för genteknik.
Det finns olika typer av deoxiribonukleaser, men de har alla gemensamt klyvningen av fosfatbindningen av baserna som utgör DNA-ryggraden. Exodeoxiribonukleaser klyver DNA från änden av kedjan av baser som utgör en DNA-molekyl och reser inåt. Dessa verkar på enkelsträngat DNA och är ospecifika. Endonukleaser klyver DNA i kedjan. Vissa är mycket specifika och kräver vissa bassekvenser för att fungera, medan andra inte diskriminerar och kommer att klyvas var som helst.
Människor producerar två olika typer av deoxiribonukleas som är endonukleaser. Deoxiribonukleas I och II skiljer sig åt i de produkter de producerar och det pH vid vilket de är aktiva. Deoxiribonukleas II kan vara involverat i programmerad celldöd eller målinriktad celldöd.
Den primära funktionen av deoxiribonukleas i högre organismer, och en huvudfunktion i alla organismer, är DNA-reparation. DNA kan skadas genom en mängd olika mekanismer, och det finns en reparationsväg som involverar utskärning av det skadade DNA:t. Ett endonukleas känner igen det skadade DNA:t och klyver det på vardera sidan där skadan har skett. Sedan tar ett exodeoxiribonukleas bort det skadade DNA:t och lämnar ett gap. Denna lucka fylls i av ett DNA-polymeras, eller ett enzym som syntetiserar DNA.
DNA-reparation sker också när DNA tillverkas. Om ett fel upptäcks kommer det att fixas av ett DNA-polymeras som har exodeoxiribonuklasaktivitet. Det kommer att klyva den felaktiga basen, så att den rätta kan sättas in.
Humant deoxiribonukleas har kliniska tillämpningar. Människor som lider av cystisk fibros har vita blodkroppar fulla av DNA som ackumuleras i deras slem. Humant rekombinant deoxiribonukleas I ges i aerosolform till sådana patienter. Det bryter ner DNA:t och hjälper till att rensa bort slemmet från lungorna. Denna behandling godkändes 1993 i USA.
Deoxiribonukleaser är av stor användbarhet som restriktionsenzymer. Vissa av endonukleaserna klyver endast vid specifika uppsättningar av baser. De kan användas för att bryta ner DNA och producera fragment som kan separeras genom gelelektrofores för att producera specifika mönster. Hos människor, om regioner av DNA används som är mycket varierande, kan smältningarna ge mönster som är unika, som fingeravtryck. Sådana fingeravtryck har varit mycket användbara för faderskapstestning och rättsmedicinskt arbete.
Bakteriella deoxiribonukleaser bryter ner DNA från invaderande organismer, såsom virus. De tenderar att rikta in sig på mycket specifika mål på DNA:t. Upptäckten av dessa restriktionsenzymer hjälpte till att starta bioteknikrevolutionen. Klyvningens specificitet har gjort det möjligt för forskare att använda dessa enzymer i gentekniska experiment.