Deoxiribonucleaza este o enzimă care scindează ADN-ul și este cunoscută și sub numele de DNază. Este implicat în repararea ADN-ului deteriorat și este utilizat clinic pentru a trata fibroza chistică. Dezoxiribonucleazele bacteriene au fost esențiale în stabilirea tehnicilor de inginerie genetică.
Există diferite tipuri de dezoxiribonucleaze, dar toate au în comun clivajul legăturii fosfat a bazelor care alcătuiesc coloana vertebrală a ADN-ului. Exodeoxirribonucleazele scindează ADN-ul de la capătul lanțului de baze care alcătuiesc o moleculă de ADN și călătoresc spre interior. Acestea acționează asupra ADN-ului monocatenar și sunt nespecifice. Endonucleazele scindează ADN-ul în lanț. Unele sunt foarte specifice și necesită anumite secvențe de bază pentru a acționa, în timp ce altele nu discriminează și se vor scinda oriunde.
Oamenii produc două tipuri diferite de dezoxiribonucleaze care sunt endonucleaze. Dezoxiribonucleaza I și II diferă prin produsele pe care le produc și prin pH-ul la care sunt active. Deoxiribonucleaza II poate fi implicată în moartea celulară programată sau în moartea țintită a celulelor.
Funcția principală a dezoxiribonucleazei în organismele superioare și o funcție majoră în toate organismele este repararea ADN-ului. ADN-ul poate fi deteriorat printr-o varietate de mecanisme și există o cale de reparare care implică excizia ADN-ului deteriorat. O endonuclează recunoaște ADN-ul deteriorat și îl scindează de ambele părți unde a fost făcută deteriorarea. Apoi, o exodezoxiribonuclează îndepărtează ADN-ul deteriorat, lăsând un gol. Acest gol este completat de o ADN polimerază sau o enzimă care sintetizează ADN-ul.
Repararea ADN-ului are loc și pe măsură ce se face ADN-ul. Dacă se detectează o eroare, aceasta va fi remediată de o ADN polimerază care are activitate de exodeoxirribonuclază. Acesta va despica baza incorectă, astfel încât să poată fi introdusă cea corectă.
Deoxiribonucleaza umană are aplicații clinice. Persoanele care suferă de fibroză chistică au celule albe din sânge pline de ADN care se acumulează în mucusul lor. Dezoxiribonucleaza I recombinantă umană este administrată sub formă de aerosoli unor astfel de pacienți. Degradează ADN-ul și ajută la curățarea mucusului din plămâni. Acest tratament a fost aprobat în 1993 în Statele Unite.
Dezoxiribonucleazele sunt de mare utilitate ca enzime de restricție. Unele dintre endonucleaze se scindează numai la seturi specifice de baze. Ele pot fi folosite pentru a descompune ADN-ul, producând fragmente care pot fi separate prin electroforeză pe gel pentru a produce modele specifice. La oameni, dacă sunt utilizate regiuni ale ADN-ului care sunt foarte variabile, digestiile pot da modele unice, cum ar fi amprentele digitale. O astfel de amprentă a fost foarte utilă pentru testarea paternității și munca criminalistică.
Dezoxiribonucleazele bacteriene descompun ADN-ul organismelor invadatoare, cum ar fi virusurile. Ei tind să vizeze ținte foarte specifice pe ADN. Descoperirea acestor enzime de restricție a ajutat la începerea revoluției biotehnologiei. Specificul clivajului a permis cercetătorilor să folosească aceste enzime în experimente de inginerie genetică.