Enzim restriksi adalah enzim yang mengenali urutan DNA tertentu dan membelahnya, memisahkan untai DNA menjadi dua di mana pun mereka menemukan urutan yang telah diberi kode untuk dikenali. Ada sejumlah aplikasi untuk enzim restriksi, mungkin yang paling menonjol dalam teknologi DNA rekombinan yang memungkinkan para ilmuwan untuk memanipulasi informasi genetik. DNA rekombinan digunakan untuk segala hal mulai dari mengembangkan produk terapeutik seperti insulin untuk perawatan medis hingga memodifikasi tanaman.
Enzim ini diisolasi dari bakteri. Pada bakteri, mereka melindungi organisme dari DNA asing dengan memotong DNA ketika dikenali oleh tubuh bakteri. Bakteri menggunakan teknik yang disebut modifikasi restriksi untuk melindungi diri dari enzim restriksi mereka, memastikan bahwa enzim tidak mengaktifkan DNA bakteri itu sendiri. Sebagai mekanisme pertahanan diri, enzim restriksi sangat baik, mencegah replikasi DNA asing di dalam tubuh dengan memecahnya.
Banyak enzim restriksi telah ditemukan, dan lebih banyak lagi yang terus-menerus ditemukan dalam proses yang dikenal sebagai pemetaan enzim restriksi. Beberapa laboratorium memproduksi enzim restriksi untuk dijual kepada peneliti dan laboratorium lainnya. Setiap enzim restriksi telah dikodekan untuk menanggapi urutan nukleotida tertentu, dan urutannya biasanya palindrom, membaca ke belakang dan ke depan yang sama. Ketika enzim restriksi menemukan urutan yang dikenalinya, ia memotong kedua untai struktur heliks ganda DNA, memisahkannya. Itu juga akan membuat beberapa fragmen jika mengidentifikasi lebih dari satu salinan dari urutan yang diketahuinya.
Beberapa enzim restriksi memotong lurus pada heliks ganda, menciptakan apa yang dikenal sebagai ujung tumpul. Yang lain memotong pada titik yang berbeda di sisi lain, membuat potongan bergerigi yang disebut sebagai “ujung lengket.” Dalam kedua kasus, enzim yang dikenal sebagai DNA ligase dapat digunakan untuk menggabungkan sepotong DNA ke DNA yang terputus, selama kedua bagian tersebut memiliki ujung yang saling melengkapi. Teknik ini dapat digunakan untuk memasukkan DNA baru ke dalam genom, dan untuk memanipulasi genom, seperti menyatukan potongan-potongan dari dua teka-teki yang berbeda.
Dalam beberapa kasus, enzim restriksi dikodekan untuk apa yang dikenal sebagai pengenalan yang tidak ambigu, yang berarti bahwa ia hanya mengenali urutan yang sangat spesifik. Yang lain dikodekan untuk pengenalan yang ambigu, mencari urutan di mana nukleotida tertentu mengelompokkan nukleotida apa pun. Menggunakan enzim restriksi yang diketahui, peneliti dapat secara selektif memotong sampel DNA menjadi fragmen yang dikenal sebagai fragmen restriksi.