Deoksiribonukleaza je encim, ki cepi DNK in je znan tudi kot DNaza. Sodeluje pri popravljanju poškodovane DNK in se klinično uporablja za zdravljenje cistične fibroze. Bakterijske deoksiribonukleaze so bile ključnega pomena pri vzpostavitvi tehnik genskega inženiringa.
Obstajajo različne vrste deoksiribonukleaz, vsem pa je skupno cepitev fosfatne vezi baz, ki sestavljajo hrbtenico DNK. Eksodeoksiribonukleaze cepijo DNK s konca verige baz, ki sestavljajo molekulo DNK, in potujejo navznoter. Ti delujejo na enoverižno DNK in so nespecifični. Endonukleaze cepijo DNK znotraj verige. Nekatere so zelo specifične in za delovanje zahtevajo določene bazne sekvence, druge pa ne diskriminirajo in se bodo povsod cepile.
Ljudje proizvajajo dve različni vrsti deoksiribonukleaze, ki sta endonukleaze. Deoksiribonukleaza I in II se razlikujeta po produktih, ki jih proizvajata, in pH, pri katerem sta aktivni. Deoksiribonukleaza II je lahko vključena v programirano celično smrt ali ciljno smrt celic.
Primarna funkcija deoksiribonukleaze v višjih organizmih in glavna funkcija v vseh organizmih je popravilo DNK. DNK se lahko poškoduje z različnimi mehanizmi in obstaja pot popravljanja, ki vključuje izrezovanje poškodovane DNK. Endonukleaza prepozna poškodovano DNK in jo razcepi na obeh straneh, kjer je bila škoda storjena. Nato eksodeoksiribonukleaza odstrani poškodovano DNK in pusti vrzel. To vrzel zapolni DNK polimeraza ali encim, ki sintetizira DNK.
Popravilo DNK poteka tudi, ko nastaja DNK. Če se odkrije napaka, jo odpravi DNK polimeraza, ki ima eksodeoksiribonuklazno aktivnost. Odrezal bo napačno podlago, tako da bo mogoče vstaviti pravilno.
Človeška deoksiribonukleaza ima klinično uporabo. Ljudje, ki trpijo za cistično fibrozo, imajo bele krvne celice, polne DNK, ki se kopičijo v njihovi sluzi. Človeška rekombinantna deoksiribonukleaza I se takim bolnikom daje v obliki aerosola. Razgradi DNK in pomaga očistiti sluz iz pljuč. To zdravljenje je bilo odobreno leta 1993 v Združenih državah.
Deoksiribonukleaze so zelo uporabne kot restrikcijski encimi. Nekatere endonukleaze se cepijo samo na določene nize baz. Uporabljajo se lahko za razgradnjo DNK, pri čemer nastanejo fragmenti, ki jih je mogoče ločiti z gelsko elektroforezo, da nastanejo specifični vzorci. Pri ljudeh, če se uporabljajo regije DNK, ki so zelo spremenljive, lahko prebave dajejo edinstvene vzorce, kot so prstni odtisi. Takšno odvzem prstnih odtisov je bil zelo uporaben za testiranje očetovstva in forenzično delo.
Bakterijske deoksiribonukleaze razgradijo DNK napadalnih organizmov, kot so virusi. Ponavadi ciljajo na zelo specifične tarče v DNK. Odkritje teh restrikcijskih encimov je pomagalo začeti biotehnološko revolucijo. Posebnost cepitve je raziskovalcem omogočila uporabo teh encimov v eksperimentih genskega inženiringa.