O endonuclează este o enzimă specializată care este capabilă să rupă legăturile dintre acizii nucleici dintr-un lanț polinucleotidic, dând două fragmente. Aceste enzime pot acționa atât în ADN, cât și în ARN pentru a tăia din interiorul unei catene. Anumite endonucleaze, cunoscute sub denumirea de endonucleaze de restricție, atacă site-uri specifice din cadrul catenelor de ARN și ADN, recunoscând anumite secvențe. Aceste enzime sunt foarte valoroase în cercetarea științifică atunci când oamenii doresc abilitatea de a edita informații genetice, ca în ingineria genetică.
În schimb, o exonuclează poate tăia materialul genetic doar la capătul unei catene de ADN sau ARN. Endonucleazele sunt folosite de bacterii și arhee ca parte a mecanismelor lor defensive. Unele dintre cele mai timpurii observații ale acestor enzime în acțiune provin din cercetările asupra bacteriilor, iar bacteriile sunt folosite pentru a produce endonucleaze pe scară largă în scopuri de cercetare.
În cadrul unei bacterii, o endonuclează este concepută pentru a respinge atacurile virale prin tăierea ADN-ului străin, astfel încât să devină nefuncțional. Organismul își protejează propriul ADN de acțiunile endonucleazei printr-un proces cunoscut sub numele de metilare. Metilarea previne acțiunea endonucleazei, asigurând că ADN-ul organismului rămâne intact. ADN-ul străin, însă, nu este atât de norocos, iar endonucleaza va tăia cu grijă coloana vertebrală a ADN-ului în două locuri, tăindu-l pentru a crea catene separate. În funcție de ce endonuclează este implicată, evenimentele pot fi „tocite” sau „lipicioase”, referindu-se la locul în care este secționat ADN-ul sau ARN-ul din catena.
Cercetătorii pot folosi endonucleazele de restricție cunoscute pentru a tăia ADN-ul în zonele țintă dorite, creând un punct de inserție convenabil. Material genetic nou poate fi inserat în acest moment, cu scopul de a convinge expresia unei gene complet noi. Acest lucru poate fi folosit pentru a face lucruri precum introducerea rezistenței la erbicide în culturi, astfel încât fermierii să poată pulveriza câmpurile pentru a ține jos buruienile.
Laboratoarele care produc endonucleaze își vând produsele cercetătorilor și altor laboratoare. Laboratorul descrie modurile în care un produs poate acționa, permițând cercetătorilor să determine care produs ar fi cel mai potrivit pentru utilizările dorite. Lucrul cu endonucleaze poate fi dificil și necesită răbdare și îndemânare. S-ar putea gândi la o enzimă ca o endonuclează de restricție ca la un set foarte mic și foarte chic de foarfece care poate fi folosit pentru a crea un proiect, dar poate de asemenea să funcționeze defectuos dacă nu este manipulat corespunzător, tăind în locul greșit sau nu reușește să taie deloc.