On pense que les bactéries ont développé la capacité de produire naturellement des enzymes de restriction afin de protéger la cellule d'un virus envahissant. Un virus se reproduit en détournant la synthèse d'ADN de son hôte pour fabriquer son propre ADN. Les enzymes de restriction clivent l'ADN étranger afin que le virus ne puisse pas se répliquer.
Les enzymes de restriction, ou endonucléases, sont produites par des bactéries. Ils reconnaissent des séquences très spécifiques de nucléotides sur un brin d'ADN. Par exemple, BamHI reconnaît la séquence GATCC et clive le brin juste avant le G. La spécificité des enzymes en fait des candidats idéaux pour une utilisation dans le génie génétique des cellules et la recombinaison de gènes en laboratoire.
Les bactéries utilisent des enzymes de restriction comme défense contre les virus envahissants. Les virus affectent les cellules hôtes en détournant le métabolisme de la cellule pour se reproduire, tuant la cellule hôte dans le processus. Une étape clé de la reproduction d'un virus est la réplication de l'ADN viral. Les bactéries qui contiennent des enzymes de restriction peuvent cliver l'ADN viral et détruire le virus envahissant. L'ADN bactérien est méthylé, ce qui signifie que l'ADN des bactéries est marqué avec plusieurs groupes méthyle. La méthylation empêche l'ADN bactérien d'être clivé par ses propres enzymes de restriction.
