Deoksyrybonukleaza to enzym, który tnie DNA i jest również znany jako DNaza. Bierze udział w naprawie uszkodzonego DNA i jest stosowany klinicznie w leczeniu mukowiscydozy. Deoksyrybonukleazy bakteryjne odegrały kluczową rolę w tworzeniu technik inżynierii genetycznej.
Istnieją różne typy dezoksyrybonukleaz, ale wszystkie mają wspólne rozszczepienie wiązania fosforanowego zasad, które tworzą szkielet DNA. Egzodezoksyrybonukleazy odcinają DNA od końca łańcucha zasad, które tworzą cząsteczkę DNA i przemieszczają się do wewnątrz. Działają one na jednoniciowy DNA i są niespecyficzne. Endonukleazy tną DNA w łańcuchu. Niektóre są bardzo specyficzne i do działania wymagają pewnych sekwencji zasad, podczas gdy inne nie rozróżniają i rozszczepiają się gdziekolwiek.
Ludzie wytwarzają dwa różne typy dezoksyrybonukleazy, które są endonukleazami. Deoksyrybonukleazy I i II różnią się wytwarzanymi produktami i pH, w którym są aktywne. Deoksyrybonukleaza II może być zaangażowana w zaprogramowaną śmierć komórki lub ukierunkowaną śmierć komórek.
Podstawową funkcją dezoksyrybonukleazy w organizmach wyższych i główną funkcją we wszystkich organizmach jest naprawa DNA. DNA może ulec uszkodzeniu za pomocą różnych mechanizmów, a istnieje ścieżka naprawy, która obejmuje wycięcie uszkodzonego DNA. Endonukleaza rozpoznaje uszkodzony DNA i rozszczepia go po obu stronach, po których nastąpiło uszkodzenie. Następnie egzodeoksyrybonukleaza usuwa uszkodzone DNA, pozostawiając lukę. Tę lukę wypełnia polimeraza DNA, czyli enzym, który syntetyzuje DNA.
Naprawa DNA ma również miejsce podczas tworzenia DNA. Jeśli wykryty zostanie błąd, zostanie on naprawiony przez polimerazę DNA o aktywności egzodeoksyrybonuklazy. Wytnie nieprawidłową podstawę, aby można było włożyć właściwą.
Ludzka dezoksyrybonukleaza ma zastosowanie kliniczne. Osoby cierpiące na mukowiscydozę mają białe krwinki pełne DNA gromadzącego się w ich śluzie. Ludzką rekombinowaną dezoksyrybonukleazę I podaje się takim pacjentom w postaci aerozolu. Rozkłada DNA i pomaga usunąć śluz z płuc. To leczenie zostało zatwierdzone w 1993 roku w Stanach Zjednoczonych.
Deoksyrybonukleazy są bardzo użyteczne jako enzymy restrykcyjne. Niektóre z endonukleaz rozszczepiają się tylko w określonych zestawach zasad. Można je wykorzystać do rozbicia DNA, tworząc fragmenty, które można oddzielić za pomocą elektroforezy żelowej w celu uzyskania określonych wzorów. U ludzi, jeśli używane są regiony DNA, które są bardzo zmienne, trawienie może dać unikalne wzory, takie jak odciski palców. Takie pobieranie odcisków palców było bardzo przydatne do badania ojcostwa i prac kryminalistycznych.
Deoksyrybonukleazy bakteryjne rozkładają DNA organizmów atakujących, takich jak wirusy. Mają tendencję do celowania w bardzo konkretne cele w DNA. Odkrycie tych enzymów restrykcyjnych pomogło rozpocząć rewolucję biotechnologiczną. Specyfika cięcia umożliwiła naukowcom wykorzystanie tych enzymów w eksperymentach inżynierii genetycznej.