Bakterier försvarar sig mot virus med enzymer som klipper främmande DNA. Dessa enzymer känner igen specifika korta sekvenser och klipper DNA:t på eller nära den platsen. De kallas restriktionsenzymer och de är molekylärbiologins saxar. Utan dem skulle genkloning vara omöjlig.

Restriktionsenzymer känner igen sekvenser med fyra till åtta baspar, kallade restriktionsställen. Vissa skär rakt över båda strängarna och producerar trubbiga ändar. Andra skär vid förskjutna positioner och producerar klibbiga ändar med korta enkelsträngade överhäng. Klibbiga ändar är användbara eftersom de kan binda till komplementära överhäng på ett annat DNA-fragment, vilket gör att ligas kan förena dem. Enzymet EcoRI, till exempel, känner igen sekvensen GAATTC och klipper mellan G och A, vilket producerar ett överhäng med fyra baser.

Restriktionsenzymer används i många tekniker. De klipper DNA för kloning, kartläggning och analys. De fragmenterar DNA för sekvensering. De detekterar mutationer genom att klippa vid eller nära ett variantställe. De används också vid DNA-fingeravtryck, där fragmentmönstret varierar mellan individer.

Hundratals restriktionsenzymer finns kommersiellt tillgängliga, vart och ett med sin egen igenkänningsplats och skärmönster. De är uppkallade efter den organism de kommer ifrån: EcoRI från E. coli, HindIII från Haemophilus influenzae, BamHI från Bacillus amyloliquefaciens. Namngivningskonventionen är en liten påminnelse om det mikrobiella ursprunget för dessa viktiga verktyg.