Deoksiribonukleaza je enzim koji cijepa DNK, a poznat je i kao DNaza. Uključen je u popravak oštećene DNK, a klinički se koristi za liječenje cistične fibroze. Bakterijske deoksiribonukleaze bile su instrumentalne u uspostavljanju tehnika genetskog inženjeringa.
Postoje razne vrste deoksiribonukleaza, ali svima je zajedničko cijepanje fosfatne veze baza koje čine okosnicu DNK. Egzodeoksiribonukleaze cijepaju DNK s kraja lanca baza koje čine molekulu DNK i putuju prema unutra. Oni djeluju na jednolančanu DNK i nisu specifični. Endonukleaze cijepaju DNK unutar lanca. Neki su vrlo specifični i zahtijevaju određene bazne sekvence da bi djelovali, dok drugi ne diskriminiraju i cijepaju se bilo gdje.
Ljudi proizvode dvije različite vrste deoksiribonukleaze koje su endonukleaze. Deoksiribonukleaza I i II razlikuju se po proizvodima koje proizvode i pH pri kojem su aktivni. Deoksiribonukleaza II može biti uključena u programiranu staničnu smrt ili ciljanu smrt stanica.
Primarna funkcija deoksiribonukleaze u višim organizmima, i glavna funkcija u svim organizmima, je popravak DNK. DNK se može oštetiti kroz različite mehanizme, a postoji i put popravka koji uključuje izrezivanje oštećene DNK. Endonukleaza prepoznaje oštećenu DNK i cijepa je s obje strane gdje je oštećenje učinjeno. Zatim egzodeoksiribonukleaza uklanja oštećenu DNK, ostavljajući prazninu. Ovu prazninu popunjava DNA polimeraza, ili enzim koji sintetizira DNK.
Popravak DNK također se odvija kako se DNK stvara. Ako se otkrije pogreška, ona će se popraviti pomoću DNA polimeraze koja ima aktivnost egzodeoksiribonuklaze. Odsjeći će pogrešnu bazu, tako da se može umetnuti ispravna.
Ljudska deoksiribonukleaza ima kliničku primjenu. Ljudi koji pate od cistične fibroze imaju bijele krvne stanice pune DNK koje se nakupljaju u njihovoj sluzi. Takvim se pacijentima daje ljudska rekombinantna deoksiribonukleaza I u obliku aerosola. Razgrađuje DNK i pomaže očistiti sluz iz pluća. Ovaj tretman je odobren 1993. u Sjedinjenim Državama.
Deoksiribonukleaze su od velike koristi kao restrikcijski enzimi. Neke od endonukleaza cijepaju se samo na određenim skupovima baza. Mogu se koristiti za razgradnju DNK, stvarajući fragmente koji se mogu odvojiti gel elektroforezom kako bi se proizveli specifični uzorci. Kod ljudi, ako se koriste regije DNK koje su vrlo varijabilne, probave mogu dati jedinstvene uzorke, poput otisaka prstiju. Takvo uzimanje otisaka prstiju bilo je vrlo korisno za testiranje očinstva i forenzički rad.
Bakterijske deoksiribonukleaze razgrađuju DNK invazivnih organizama, kao što su virusi. Oni imaju tendenciju da ciljaju vrlo specifične mete na DNK. Otkriće ovih restrikcijskih enzima pomoglo je u pokretanju biotehnološke revolucije. Specifičnost cijepanja omogućila je istraživačima korištenje ovih enzima u eksperimentima genetskog inženjeringa.