Endonukleazė yra specializuotas fermentas, galintis nutraukti ryšius tarp nukleorūgščių polinukleotidinėje grandinėje, sudarydamas du fragmentus. Šie fermentai gali veikti tiek DNR, tiek RNR, kad būtų iškirpti iš grandinės. Tam tikros endonukleazės, žinomos kaip restrikcijos endonukleazės, atakuoja specifines vietas RNR ir DNR grandinėse, atpažindamos tam tikras sekas. Šie fermentai yra labai vertingi moksliniuose tyrimuose, kai žmonės nori turėti galimybę redaguoti genetinę informaciją, kaip ir genų inžinerijoje.
Priešingai, egzonukleazė gali nupjauti genetinę medžiagą tik DNR arba RNR grandinės gale. Bakterijos ir archėjos endonukleazes naudoja kaip savo gynybinių mechanizmų dalį. Kai kurie iš pirmųjų šių fermentų veikimo stebėjimų buvo gauti atlikus bakterijų tyrimus, o bakterijos yra naudojamos didelio masto endonukleazėms gaminti mokslinių tyrimų tikslais.
Bakterijoje endonukleazė yra sukurta taip, kad atbaidytų virusų atakas, susmulkindama svetimą DNR, kad ji taptų nefunkcine. Organizmas apsaugo savo DNR nuo endonukleazės veiksmų per procesą, žinomą kaip metilinimas. Metilinimas neleidžia veikti endonukleazei, todėl organizmo DNR lieka nepažeista. Tačiau svetimai DNR nepasisekė, o endonukleazė tvarkingai nukirps DNR stuburą dviejose vietose, pertraukdama ją, kad sukurtų atskiras grandines. Priklausomai nuo to, kuri endonukleazė yra susijusi, įvykiai gali būti „bukai“ arba „lipni“, nurodant, kurioje grandinės dalyje yra nutraukta DNR arba RNR.
Tyrėjai gali naudoti žinomas restrikcijos endonukleazes, kad iškirptų DNR norimose tikslinėse srityse, sukurdami patogų įterpimo tašką. Šiuo metu gali būti įterpta nauja genetinė medžiaga, siekiant paskatinti visiškai naujo geno ekspresiją. Tai gali būti naudojama norint, pavyzdžiui, padidinti pasėlių atsparumą herbicidams, kad ūkininkai galėtų purkšti laukus, kad sumažintų piktžoles.
Laboratorijos, gaminančios endonukleazes, parduoda savo produktus mokslininkams ir kitoms laboratorijoms. Laboratorija aprašo būdus, kuriais produktas gali veikti, todėl mokslininkai gali nustatyti, kuris produktas būtų tinkamiausias norimiems tikslams. Darbas su endonukleazėmis gali būti sudėtingas ir reikalauja kantrybės bei įgūdžių. Galima manyti, kad fermentas, pvz., restrikcijos endonukleazė, yra labai mažas ir labai smulkus žirklių rinkinys, kuris gali būti naudojamas kuriant projektą, tačiau taip pat gali sugesti, jei netinkamai tvarkomas, pjaunamas netinkamoje vietoje arba iš viso nepavyksta nupjauti.