Deoksiribonükleaz, DNA'yı parçalayan ve ayrıca DNaz olarak bilinen bir enzimdir. Hasarlı DNA'nın onarımında rol alır ve kistik fibroz tedavisinde klinik olarak kullanılır. Bakteriyel deoksiribonükleazlar, genetik mühendisliği tekniklerinin oluşturulmasında etkili olmuştur.
Çeşitli deoksiribonükleaz tipleri vardır, ancak hepsinde ortak olarak DNA omurgasını oluşturan bazların fosfat bağının bölünmesi vardır. Ekzodeoksiribonükleazlar DNA'yı, bir DNA molekülü oluşturan ve içeri doğru hareket eden bazlar zincirinin sonundan ayırır . Bunlar tek sarmallı DNA üzerinde etki eder ve spesifik değildir. Endonükleazlar zincir içindeki DNA'yı parçalamaktadır. Bazıları çok spesifiktir ve bazı baz dizilerin hareket etmesini gerektirir, bazıları ise ayrım yapmaz ve herhangi bir yerde ayrışır.
İnsanlar, endonükleaz olan iki farklı deoksiribonükleaz türü üretir. Deoksiribonükleaz I ve II, ürettikleri ürünlere ve aktif oldukları pH'a göre farklılık gösterir. Deoksiribonükleaz II, programlanmış hücre ölümüne veya hedeflenen hücrelerin ölümüne katılabilir.
Deoksiribonükleazın daha yüksek organizmalarda birincil işlevi ve tüm organizmalarda büyük bir işlevi DNA onarımındadır. DNA çeşitli mekanizmalarla zarar görebilir ve hasarlı DNA'nın dışlanmasını içeren bir tamir yolu vardır. Bir endonükleaz, hasarlı DNA'yı tanır ve hasarın yapıldığı her iki tarafa da ayırır. Sonra bir ekzodeoksiribonükleaz, bir boşluk bırakarak hasarlı DNA'yı uzaklaştırır. Bu boşluk bir DNA polimeraz veya DNA'yı sentezleyen bir enzim tarafından doldurulur.
DNA onarımı, DNA yapıldığı zaman da gerçekleşir. Bir hata tespit edilirse, ekzodeoksiribonüklaz aktivitesine sahip bir DNA polimeraz ile sabitlenir. Doğru tabanın takılabilmesi için yanlış kaideyi ayırır.
İnsan deoksiribonükleazın klinik uygulamaları vardır. Kistik fibroz hastaları, sümüklerinde biriken DNA ile dolu beyaz kan hücrelerine sahiptir. İnsan rekombinant deoksiribonükleaz I, bu tür hastalara bir aerosol formunda verilir. DNA'yı bozar ve mukusun ciğerlerden temizlenmesine yardımcı olur. Bu tedavi 1993 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde onaylandı.
Deoksiribonükleazlar, kısıtlama enzimleri olarak çok faydalıdır. Endonükleazların bazıları sadece belirli baz kümelerinde parçalanırlar. DNA'yı parçalamak için kullanılabilirler, belirli desenleri üretmek için jel elektroforezi ile ayrılabilen parçalar üretirler. İnsanlarda, çok değişken olan DNA bölgeleri kullanılıyorsa, sindirimler parmak izleri gibi benzersiz desenler verebilir. Bu parmak izi, babalık testi ve adli çalışma için oldukça faydalı olmuştur.
Bakteriyel deoksiribonükleazlar, virüsler gibi istilacı organizmaların DNA'sını parçalamaktadır. DNA üzerinde çok spesifik hedefleri hedef alma eğilimindedirler. Bu kısıtlama enzimlerinin keşfi, biyoteknoloji devriminin başlamasına yardımcı oldu. Bölünmenin özgüllüğü araştırmacıların bu enzimleri genetik mühendislik deneylerinde kullanmalarını sağlamıştır.
