A baktériumok olyan enzimekkel védekeznek a vírusok ellen, amelyek elvágják az idegen DNS-t. Ezek az enzimek felismerik a specifikus rövid szekvenciákat, és elvágják a DNS-t az adott helyen vagy annak közelében. Ezeket restrikciós enzimeknek nevezik, és a molekuláris biológia ollói. Nélkülük a génklónozás lehetetlen lenne.

A restrikciós enzimek négy-nyolc bázispár hosszúságú szekvenciákat ismernek fel, ezeket restrikciós helyeknek nevezzük. Egyesek egyenesen vágnak mindkét szálon, tompa végeket hozva létre. Mások eltolt pozíciókban vágnak, rövid, egyszálú túlnyúló részeket tartalmazó ragadós végeket hozva létre. A ragadós végek azért hasznosak, mert egy másik DNS-fragmentum komplementer túlnyúló részeivel képesek kapcsolódni, lehetővé téve a ligáz számára, hogy összekapcsolódjon velük. Az EcoRI enzim például felismeri a GAATTC szekvenciát, és G és A között vág, négy bázispár hosszúságú túlnyúlást hozva létre.

A restrikciós enzimeket számos technikában alkalmazzák. Elvágják a DNS-t klónozáshoz, térképezéshez és elemzéshez. Fragmentálják a DNS-t szekvenáláshoz. Mutációkat mutatnak ki egy variánshelyen vagy annak közelében történő elvágással. Használják őket DNS-ujjlenyomatvételben is, ahol a fragmensek mintázata egyénenként változik.

Kereskedelmi forgalomban több száz restrikciós enzim kapható, mindegyik saját felismerőhellyel és vágási mintázattal. Nevüket arról a szervezetről kapták, amelyből származnak: EcoRI az E. coliból, HindIII a Haemophilus influenzae-ből, BamHI a Bacillus amyloliquefaciensből. Az elnevezési konvenció egy kis emlékeztető ezen alapvető eszközök mikrobiális eredetére.