Um dos avanços fundamentais no desenvolvimento da clonagem molecular foi a descoberta (em meados da década de 70) das endonucleases de restrição bacterianas. Essas proteínas são simplesmente chamadas de enzimas de restrição. Estas reconhecem sequências de DNA de fita dupla específicas (geralmente curtas, de 4 a 6 pares de bases nitrogenadas) e as cortam no sítio de reconhecimento ou bem próximo a ele. São chamadas de tesouras biológicas.
Enzima de Restrição ou endonuclease de restrição é um tipo de nuclease que cliva a fita dupla de DNA sempre que identificar as sequências específicas para as quais estão programadas.A nomenclatura que essas enzimas recebem são baseadas nos microrganismos de onde elas foram isoladas, como, por exemplo, a EcoRI, isolada a partir da bactéria Escherichia coli R, e a BamHI, proveniente do Bacillus amyloliquefasciens H. Relembrando: essas enzimas são altamente específicas: reconhece e corta apenas a sequência de nucleotídeos para a qual ela está programada.
Muitas enzimas de restrição (EcoRI, HindIII, PstI...) produzem cortes em ziguezague nos sítios de restrição das cadeias de DNA, originando fragmentos que possuem uma “cauda” com uma só cadeia –“sticky” ends ou extremidades coesivas. As “caudas”, de ambos os lados, são complementares às de todos os outros fragmentos gerados pela mesma enzima de restrição (ou outra enzima de restrição que origine as mesmas extremidades coesivas). Assim, à temperatura adequada, estas regiões “single-stranded” podem portanto emparelhar com as dos outros fragmentos de DNA gerados pela mesma enzima de restrição.Algumas enzimas de restrição, como a AluI e SmaI, clivam ambas as cadeias de DNA no mesmo ponto do sítio de restrição, originando extremidades “blunt” (abruptas), nas quais todos os nucleotídeos das extremidades do fragmento se encontram emparelhados.
