Restrikcijos fermentai yra fermentai, kurie atpažįsta tam tikras DNR sekas ir jas suskaido, atskirdami DNR grandinę į dvi dalis, kur tik randa sekas, kurias buvo užkoduotas atpažinti. Yra daugybė restrikcijos fermentų pritaikymo būdų, bene labiausiai tai yra rekombinantinės DNR technologija, leidžianti mokslininkams manipuliuoti genetine informacija. Rekombinantinė DNR naudojama viskam – nuo terapinių produktų, tokių kaip insulinas medicininiam gydymui, kūrimo iki pasėlių modifikavimo.
Šie fermentai yra išskirti iš bakterijų. Bakterijose jie apsaugo organizmą nuo svetimos DNR, susmulkindami DNR, kai ją atpažįsta bakterijos kūnas. Bakterijos naudoja metodą, vadinamą restrikcijos modifikavimu, kad apsisaugotų nuo restrikcijos fermentų, užtikrinant, kad fermentai neįjungtų pačios bakterijos DNR. Kaip savigynos mechanizmas, restrikcijos fermentai yra puikūs, neleidžiantys svetimos DNR replikacijai organizme ją suskaidydami.
Buvo atrasta daug restrikcijos fermentų, o daugiau jų nuolat atskleidžiama procese, vadinamame restrikcijos fermentų kartografavimu. Kelios laboratorijos gamina restrikcijos fermentus, kad galėtų parduoti mokslininkams ir kitoms laboratorijoms. Kiekvienas restrikcijos fermentas buvo užkoduotas taip, kad reaguotų į tam tikrą nukleotidų seką, o seka paprastai yra palindromas, skaitantis tą patį atgal ir į priekį. Kai restrikcijos fermentas randa seką, kurią atpažįsta, jis perkerta abi DNR dvigubos spiralės struktūros grandines ir ją atskiria. Jis taip pat sukurs kelis fragmentus, jei identifikuos daugiau nei vieną žinomos sekos kopiją.
Kai kurie restrikcijos fermentai kerta dvigubą spiralę ir sukuria vadinamuosius bukus galus. Kiti pjauna skirtinguose taškuose kitose pusėse, todėl pjūvis yra dantytas, vadinamas „lipniais galais“. Bet kuriuo atveju fermentas, žinomas kaip DNR ligazė, gali būti naudojamas DNR daliai sujungti su atskirta DNR, jei abi dalys turi vienas kitą papildančius galus. Šis metodas gali būti naudojamas įterpiant naują DNR į genomą ir manipuliuojant genomu, tarsi sujungiant dviejų skirtingų galvosūkių dalis.
Kai kuriais atvejais restrikcijos fermentas yra užkoduotas taip, kaip žinomas kaip vienareikšmis atpažinimas, o tai reiškia, kad jis atpažįsta tik labai specifines sekas. Kiti yra koduojami dviprasmiškam atpažinimui, ieškant sekų, kuriose konkretūs nukleotidai apjungia bet kokius nukleotidus. Naudodami žinomus restrikcijos fermentus, tyrėjai gali selektyviai padalyti DNR mėginį į fragmentus, žinomus kaip restrikcijos fragmentai.