Endonukleaza je specializiran encim, ki je sposoben prekiniti vezi med nukleinskimi kislinami v polinukleotidni verigi, pri čemer nastane dva fragmenta. Ti encimi lahko delujejo tako v DNK kot v RNA, da režejo znotraj verige. Nekatere endonukleaze, znane kot restrikcijske endonukleaze, napadajo specifična mesta znotraj verig RNA in DNK, pri čemer prepoznajo določena zaporedja. Ti encimi so zelo dragoceni v znanstvenih raziskavah, ko ljudje želijo možnost urejanja genetskih informacij, na primer v genskem inženiringu.
Nasprotno pa lahko eksonukleaza odreže genski material le na koncu verige DNK ali RNA. Endonukleaze uporabljajo bakterije in arheje kot del svojih obrambnih mehanizmov. Nekatera od prvih opazovanj delovanja teh encimov izhajajo iz raziskav na bakterijah, bakterije pa se uporabljajo za proizvodnjo endonukleaz v velikem obsegu za raziskovalne namene.
Znotraj bakterije je endonukleaza zasnovana tako, da odbije virusne napade s sekanjem tuje DNK, tako da postane nefunkcionalna. Organizem ščiti svojo DNK pred delovanjem endonukleaze s postopkom, znanim kot metilacija. Metilacija preprečuje delovanje endonukleaze, kar zagotavlja, da DNK organizma ostane nedotaknjena. Tuja DNK pa nima te sreče in endonukleaza bo na dveh mestih lepo prerezala hrbtenico DNK in jo razrezala, da bi ustvarila ločene verige. Odvisno od tega, katera endonukleaza je vključena, so dogodki lahko “topi” ali “lepljivi”, kar se nanaša na to, kje v verigi je DNK ali RNA prekinjena.
Raziskovalci lahko uporabijo znane restrikcijske endonukleaze, da odrežejo DNK na želenih ciljnih območjih in tako ustvarijo priročno točko vstavljanja. Na tej točki se lahko vstavi nov genetski material, s ciljem spodbuditi izražanje povsem novega gena. To se lahko uporablja za stvari, kot je uvedba odpornosti na herbicide pri pridelkih, tako da lahko kmetje škropijo polja, da preprečijo plevel.
Laboratoriji, ki proizvajajo endonukleaze, prodajajo svoje izdelke raziskovalcem in drugim laboratorijem. Laboratorij opisuje načine, na katere lahko izdelek deluje, kar omogoča raziskovalcem, da ugotovijo, kateri izdelek bi bil najbolj primeren za njihovo želeno uporabo. Delo z endonukleazami je lahko težavno in zahteva potrpljenje in spretnost. Encim, kot je restrikcijska endonukleaza, si lahko predstavljamo kot zelo majhen in zelo izbirčen niz škarij, ki jih je mogoče uporabiti za izdelavo projekta, lahko pa tudi pokvarijo delovanje, če z njim ne ravnamo pravilno, režemo na napačnem mestu ali sploh ne uspemo rezati.