Deoxyribonuclease adalah enzim yang memotong DNA dan juga dikenal sebagai DNase. Ini terlibat dalam perbaikan DNA yang rusak, dan digunakan secara klinis untuk mengobati cystic fibrosis. Bakteri deoksiribonuklease telah berperan dalam membangun teknik rekayasa genetika.
Ada berbagai jenis deoksiribonuklease, tetapi semuanya memiliki kesamaan yaitu pemutusan ikatan fosfat basa yang membentuk tulang punggung DNA. Exodeoxyribonuclease memotong DNA dari ujung rantai basa yang membentuk molekul DNA dan berjalan ke dalam. Ini bertindak pada DNA beruntai tunggal dan tidak spesifik. Endonuklease membelah DNA di dalam rantai. Beberapa sangat spesifik dan memerlukan urutan dasar tertentu untuk bertindak, sementara yang lain tidak membeda-bedakan dan akan membelah di mana saja.
Manusia menghasilkan dua jenis deoksiribonuklease yang berbeda yaitu endonuklease. Deoxyribonuclease I dan II berbeda dalam produk yang mereka hasilkan dan pH di mana mereka aktif. Deoxyribonuclease II mungkin terlibat dalam kematian sel terprogram, atau kematian sel yang ditargetkan.
Fungsi utama deoksiribonuklease pada organisme tingkat tinggi, dan fungsi utama pada semua organisme, adalah dalam perbaikan DNA. DNA dapat rusak melalui berbagai mekanisme, dan ada jalur perbaikan yang melibatkan pemotongan DNA yang rusak. Endonuklease mengenali DNA yang rusak dan memotongnya di kedua sisi di mana kerusakan telah terjadi. Kemudian exodeoxyribonuclease menghilangkan DNA yang rusak, meninggalkan celah. Celah ini diisi oleh DNA polimerase, atau enzim yang mensintesis DNA.
Perbaikan DNA juga terjadi saat DNA dibuat. Jika kesalahan terdeteksi, maka akan diperbaiki oleh DNA polimerase yang memiliki aktivitas eksodeoksiribonuklase. Ini akan membelah dasar yang salah, sehingga yang benar dapat dimasukkan.
Deoxyribonuclease manusia memiliki aplikasi klinis. Orang yang menderita cystic fibrosis memiliki sel darah putih yang penuh dengan DNA yang terakumulasi dalam lendir mereka. Deoxyribonuclease I rekombinan manusia diberikan dalam bentuk aerosol untuk pasien tersebut. Ini menurunkan DNA dan membantu membersihkan lendir dari paru-paru. Perawatan ini disetujui pada tahun 1993 di Amerika Serikat.
Deoksiribonuklease sangat bermanfaat sebagai enzim restriksi. Beberapa endonuklease membelah hanya pada set basa tertentu. Mereka dapat digunakan untuk memecah DNA, menghasilkan fragmen yang dapat dipisahkan dengan elektroforesis gel untuk menghasilkan pola tertentu. Pada manusia, jika daerah DNA yang digunakan sangat bervariasi, pencernaan dapat memberikan pola yang unik, seperti sidik jari. Sidik jari seperti itu sangat berguna untuk pengujian paternitas dan pekerjaan forensik.
Bakteri deoksiribonuklease memecah DNA organisme yang menyerang, seperti virus. Mereka cenderung menargetkan target yang sangat spesifik pada DNA. Penemuan enzim restriksi ini membantu memulai revolusi bioteknologi. Spesifisitas pembelahan telah memungkinkan para peneliti untuk menggunakan enzim ini dalam eksperimen rekayasa genetika.