Hay dos funciones a considerar aquí: hay usos humanos para la investigación y el uso natural de las bacterias.
Las enzimas de restricción son creadas por bacterias, y de ahí provienen originalmente. Las bacterias, al igual que los humanos, tienen que protegerse de una infección viral. Los bacteriófagos (fagos AKA) son virus que solo infectan bacterias. Hay muchos tipos diferentes de fagos, al igual que hay muchos tipos de virus que infectan a los humanos. Cuando un fago infecta a una bacteria, inyecta su ácido nucleico (generalmente ADN) en la bacteria. Luego, el ADN extraño secuestra la maquinaria bacteriana para hacer copias de sí mismo, lo que eventualmente lisa y mata a la célula. Las bacterias, obviamente, quieren evitar esto, por lo que algunas especies desarrollaron mecanismos para prevenir o limitar la infección (en términos más simples, una respuesta inmune bacteriana). Las enzimas de restricción son uno de esos mecanismos. Las enzimas cortan el ADN del fago en pedazos pequeños y lo vuelven inerte, de ese modo “restringe” la infección y previene la muerte de la célula. Aquí es donde las enzimas de restricción obtienen su nombre.
Los seres humanos que estudiaban las bacterias y los fagos descubrieron las enzimas de restricción, y finalmente descubrieron que cada tipo de enzima de restricción corta el ADN en lugares muy específicos. Cada enzima tiene una secuencia particular a la que se puede unir, y solo escindirá el ADN en ese sitio. Esto hace que las enzimas de restricción sean muy predecibles, porque si conoces la secuencia de un gen puedes predecir cuántas partes resultarán cuando ese ADN esté expuesto a la enzima. Si obtiene más o menos partes de lo esperado, significa que una mutación probablemente esté presente, por ejemplo. Los investigadores que querían manipular el ADN en el laboratorio descubrieron que se trataba de una propiedad increíblemente útil, por lo que comenzaron a cultivar bacterias y cosechar las enzimas de restricción. Ahora, se han convertido en herramientas de investigación omnipresentes para cualquier laboratorio que esté trabajando con ADN.
