Enzym dat DNA kan “knippen” door op plaatsen met een specifieke herkenningssequentie een scheve of een rechte dubbelstrengsbreuk aan te brengen
De benaming endonuclease refereert aan het feit dat deze enzymen midden in een DNA-sequentie knippen. Daarnaast zijn er exonucleases die DNA knippen vanaf de uiteinden. Endonucleases worden ook restrictie-endonucleases of restrictie-enzymen genoemd. Het resultaat van de inwerking van endonucleases is een restrictie van het DNA, d.w.z. fragmentatie in grote en kleine stukken.
Endonucleases herkennen een bepaalde palindromische sequentie van vier tot acht nucleotiden in het DNA. De knip kan recht zijn (op dezelfde positie in de twee strengen) of scheef (in de ene streng op een andere plaats dan in de complementaire streng). Bijvoorbeeld het enzym EcoRI herkent de sequentie 5’-GAATTC-3’, knipt in die streng na de G en in de complementaire streng vier basen verder zodat “klevende” uiteinden ontstaan van 5’-G … AATTC-3’ in de ene en 3’-CTTAA … G-5’ in de andere streng. Er zijn ook endonucleases die de knip niet in de herkenningssequentie maar een eindje verderop aanbrengen.
Endonucleases komen van nature voor in bacteriën als verdediging tegen bacteriofagen. Op dit moment zijn er meer dan 19.000 verschillende endonuclease-sequenties beschreven, die ingedeeld worden in vier typen. Type II-enzymen (o.a. EcoRI) zijn het meest bekend en meer dan 200 enzymen zijn commercieel verkrijgbaar.
De ontdekking van restrictie-endonucleases eind jaren zestig van de vorige eeuw markeerde het begin van de moleculaire biologie en de recombinant DNA-technologie. Het is een essentiële techniek om stukken “vreemd” DNA in een plasmide te voegen en zo een gen te kloneren. De moleculair-biologen maken vooral gebruik van type II-enzymen die klevende (“sticky”) uiteinden maken.
