Es wird angenommen, dass Bakterien die Fähigkeit entwickelt haben, auf natürliche Weise Restriktionsenzyme zu produzieren, um die Zelle vor einem eindringenden Virus zu schützen. Ein Virus reproduziert sich, indem es die DNA-Synthese seines Wirts entführt, um seine eigene DNA herzustellen. Restriktionsenzyme spalten die fremde DNA, sodass sich das Virus nicht replizieren kann.
Restriktionsenzyme oder Endonukleasen werden von Bakterien produziert. Sie erkennen sehr spezifische Nukleotidsequenzen auf einem DNA-Strang. BamHI erkennt beispielsweise die GATCC-Sequenz und spaltet den Strang direkt vor dem G. Die Spezifität der Enzyme macht sie zu idealen Kandidaten für die Gentechnik von Zellen und die Genrekombination im Labor.
Bakterien verwenden Restriktionsenzyme als Abwehr gegen eindringende Viren. Viren beeinflussen die Wirtszellen, indem sie den Stoffwechsel der Zelle entführen, um sich zu vermehren, und dabei die Wirtszelle töten. Ein wichtiger Schritt zur Reproduktion eines Virus ist die DNA-Replikation der viralen DNA. Bakterien, die Restriktionsenzyme enthalten, können die virale DNA spalten und das eindringende Virus zerstören. Bakterielle DNA ist methyliert, das heißt, die DNA der Bakterien ist mit mehreren Methylgruppen versehen. Methylierung schützt bakterielle DNA davor, von ihren eigenen Restriktionsenzymen gespalten zu werden.
