ในชีววิทยาโมเลกุลการย่อยด้วยเอนไซม์จำกัดเป็นกระบวนการที่ใช้ในการเตรียมDNAสำหรับการวิเคราะห์หรือการประมวลผลอื่นๆ บางครั้งเรียกว่าการแตกตัวของ DNAแม้ว่าคำนี้จะใช้กับกระบวนการอื่นๆ ด้วยก็ตาม ในการย่อยด้วยเอนไซม์จำกัด โมเลกุล DNA จะถูกตัดที่บริเวณเฉพาะที่มีความยาว 4-12 นิวคลีโอไทด์ ( ไซต์จำกัด ) โดยใช้เอนไซม์จำกัดที่รู้จักลำดับเหล่านี้^{[ 1 ]}

ดีเอ็นเอที่ผ่านการย่อยแล้วมักจะถูกขยายจำนวนอย่างเลือกสรรโดยใช้ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (PCR) ทำให้เหมาะสมยิ่งขึ้นสำหรับเทคนิคการวิเคราะห์ต่างๆ เช่น อิ เล็กโทรโฟเรซิสบนเจล อะกาโรส และโครมาโทกราฟีนอกจากนี้ยังใช้ในการ ตรวจ สอบลายนิ้วมือทางพันธุกรรมการโคลนย่อยพลาสมิดและการวิเคราะห์ RFLPด้วย

เอนไซม์ตัดจำเพาะจะตัดส่วนของดีเอ็นเอภายในลำดับนิวคลีโอไทด์ ที่เฉพาะเจาะจง ณ ตำแหน่งที่เรียกว่าไซต์ตัดจำเพาะลำดับการจดจำเหล่านี้โดยทั่วไปมีความยาวสี่ หก แปด สิบ หรือสิบสองนิวคลีโอไทด์ และโดยทั่วไปจะเป็นพาลินโดรม (กล่าวคือ ลำดับนิวคลีโอไทด์เดียวกันในทิศทาง 5' – 3') เนื่องจากมีเพียงไม่กี่วิธีในการจัดเรียงนิวคลีโอไทด์สี่ชนิดที่ประกอบเป็นดีเอ็นเอ (อะดีนีน ไทมีน กัวนีน และไซโตซีน) ให้เป็นลำดับนิวคลีโอไทด์สี่ถึงสิบสองตัว ลำดับการจดจำจึงมักเกิดขึ้นโดยบังเอิญในลำดับยาวใดๆ เอนไซม์ตัดจำเพาะที่จำเพาะต่อลำดับที่แตกต่างกันหลายร้อยลำดับได้รับการระบุและสังเคราะห์ขึ้นเพื่อจำหน่ายให้กับห้องปฏิบัติการ และด้วยเหตุนี้ จึงมี "ไซต์ตัดจำเพาะ" ที่เป็นไปได้หลายตำแหน่งปรากฏอยู่ในเกือบทุกยีนหรือตำแหน่งที่สนใจบนโครโมโซมใดๆ นอกจากนี้ พลาสมิดสังเคราะห์เกือบทั้งหมดจะมีโพลีลิงเกอร์ (ซึ่งมักเป็นสารสังเคราะห์ทั้งหมด) (เรียกอีกอย่างว่า "ตำแหน่งการโคลนหลายตำแหน่ง") ที่ประกอบด้วยลำดับการจดจำของเอนไซม์ตัดจำเพาะหลายสิบลำดับภายในส่วนของดีเอ็นเอที่สั้นมาก สิ่งนี้ทำให้สามารถแทรกชิ้นส่วนดีเอ็นเอเฉพาะใดๆ ก็ได้เข้าไปในเวกเตอร์ พลาสมิด ซึ่งสามารถ "โคลน" ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการแทรกเข้าไปในเซลล์แบคทีเรียที่กำลังแบ่งตัว

หลังจากตัดด้วยเอนไซม์จำกัดแล้ว ดีเอ็นเอสามารถนำไปวิเคราะห์ได้โดยใช้เจลอิเล็กโทรโฟเรซิสแบบอะกาโรสในเจลอิเล็กโทรโฟเรซิส ตัวอย่างดีเอ็นเอจะถูก "โหลด" ลงบนแผ่นเจลอะกาโรส (โดยการใช้ปิเปตดูดใส่ลงในหลุมเล็กๆ ที่ปลายด้านหนึ่งของแผ่นเจล) จากนั้นเจลจะถูกทำให้เกิดสนามไฟฟ้า ซึ่งจะดึงดีเอ็นเอที่มีประจุลบเคลื่อนที่ผ่านเจล โมเลกุลจะเคลื่อนที่ด้วยอัตราที่แตกต่างกัน (และดังนั้นจึงไปอยู่ที่ระยะทางที่แตกต่างกัน) ขึ้นอยู่กับประจุสุทธิ (อนุภาคที่มีประจุสูงกว่าจะเคลื่อนที่ได้ไกลกว่า) และขนาด (อนุภาคขนาดเล็กกว่าจะเคลื่อนที่ได้ไกลกว่า) เนื่องจากนิวคลีโอไทด์เบสทั้งสี่ชนิดไม่มีประจุ ประจุสุทธิจึงไม่มีนัยสำคัญ และขนาดเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่ออัตราการแพร่กระจายผ่านเจล ประจุสุทธิในดีเอ็นเอเกิดจากโครงสร้างน้ำตาล-ฟอสเฟตซึ่งแตกต่างจากโปรตีนที่ไม่มี "โครงสร้างหลัก" และประจุสุทธิเกิดจากกรดอะมิโน ที่มีประจุในรูปแบบต่างๆ และจำนวนที่แตกต่าง กัน

การตัดด้วยเอนไซม์จำกัด (Restriction digest) มักใช้เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการโคลนนิ่งโมเลกุลของชิ้นส่วนดีเอ็นเอลงในเวกเตอร์ (เช่นเวกเตอร์โคลนนิ่งหรือเวกเตอร์แสดงออก ) โดยทั่วไปเวกเตอร์จะมีบริเวณสำหรับการโคลนนิ่งหลายตำแหน่งซึ่งอาจมีตำแหน่งตัดด้วยเอนไซม์จำกัดอยู่หลายตำแหน่ง และสามารถแทรกชิ้นส่วนดีเอ็นเอจากภายนอกเข้าไปในเวกเตอร์ได้โดยการตัดตำแหน่งตัดด้วยเอนไซม์จำกัดในเวกเตอร์และชิ้นส่วนดีเอ็นเอ จากนั้นจึงเชื่อมต่อชิ้นส่วนดีเอ็นเอเข้ากับเวกเตอร์

การย่อยด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะมีความจำเป็นสำหรับการดำเนินการเทคนิคการวิเคราะห์ต่อไปนี้ด้วยเช่นกัน:

• โพลีมอร์ฟิซึมความยาวชิ้นส่วนจำกัด (RFLP)
• โพลีมอร์ฟิซึมความยาวชิ้นส่วนที่ขยาย (AFLP)
• โพลีมอร์ฟิซึมแบบซ้ำสั้น (STRP)

เพื่อทำการย่อยด้วยเอนไซม์จำกัดโดยการแยกด้วยเจลอิเล็กโทรโฟเรซิส จำเป็นต้องได้รับตัวอย่างดีเอ็นเอพลาสมิดที่บริสุทธิ์ก่อน^{[ 2 ]}ทำการย่อยด้วยเอนไซม์จำกัดที่เลือกไว้ จากนั้นจึงทำการย่อยด้วยเจลอิเล็กโทรโฟเรซิส ซึ่งโดยทั่วไปจะทำจากอะกาโรสเพื่อให้แน่ใจว่าการย่อยเป็นไปอย่างถูกต้อง ให้บวกขนาดของชิ้นส่วนในแต่ละเลนเข้าด้วยกัน ผลรวมของชิ้นส่วนแต่ละชิ้นควรเท่ากับขนาดของชิ้นส่วนดั้งเดิม และชิ้นส่วนของการย่อยแต่ละครั้งควรมีขนาดรวมกันเท่ากันด้วย

หากขนาดของชิ้นส่วนไม่ตรงกันอย่างถูกต้อง อาจมีปัญหาอยู่สองประการดังนี้:

• อนุภาคขนาดเล็กบางส่วนอาจไหลออกไปนอกขอบเจล ซึ่งมักเกิดขึ้นหากทำการแยกสารด้วยเจลเป็นเวลานานเกินไป
• เจลมีความหนาแน่นไม่เพียงพอ จึงไม่สามารถแยกชิ้นส่วนที่มีขนาดใกล้เคียงกันได้ ส่งผลให้ไม่สามารถแยกชิ้นส่วนที่มีขนาดใกล้เคียงกันออกจากกันได้

เอนไซม์ตัดจำเพาะมีหลายประเภท แต่ละประเภทจะตัด DNA แตกต่างกัน เอนไซม์ตัดจำเพาะที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือ เอนไซม์ตัดจำเพาะประเภท II (ดูบทความเกี่ยวกับเอนไซม์ตัดจำเพาะเพื่อดูตัวอย่าง) บางชนิดตัดลำดับเบสสามคู่ ในขณะที่บางชนิดตัดได้สี่ หก และแม้กระทั่งแปดคู่ เอนไซม์แต่ละชนิดมีคุณสมบัติเฉพาะที่กำหนดประสิทธิภาพในการตัดและเงื่อนไขการทำงาน ผู้ผลิตเอนไซม์เหล่านี้ส่วนใหญ่จะจัดเตรียมสารละลายบัฟเฟอร์เฉพาะที่มีส่วนผสมของแคตไอออนและส่วนประกอบอื่นๆ ที่ช่วยให้เอนไซม์ตัดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด นอกจากนี้ เอนไซม์ตัดจำเพาะแต่ละชนิดอาจมีอุณหภูมิที่เหมาะสมในการทำงานแตกต่างกันด้วย

โปรดทราบว่าเพื่อให้การย่อย DNA มีประสิทธิภาพ ตำแหน่งการตัดของเอนไซม์ไม่ควรอยู่ที่ปลายสุดของชิ้นส่วน DNA เอนไซม์ตัดอาจต้องการจำนวนเบสคู่ขั้นต่ำระหว่างตำแหน่งการตัดและปลายของ DNA เพื่อให้เอนไซม์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 3 ]}จำนวนนี้อาจแตกต่างกันไปในแต่ละเอนไซม์ แต่สำหรับเอนไซม์ตัดที่ใช้กันทั่วไปส่วนใหญ่แล้วประมาณ 6–10 เบสคู่ก็เพียงพอแล้ว

• การแยกโปรตีนด้วยเจลอะกาโรส
• การจัดลำดับดีเอ็นเอ
• การตรวจสอบลายนิ้วมือทางพันธุกรรม
• พีซีอาร์
• โพลีมอร์ฟิซึมความยาวชิ้นส่วนจำกัด

• New England Biolabs – ผู้ผลิตเอนไซม์ตัดจำเพาะ (restriction enzymes) เว็บไซต์นี้มีข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับเอนไซม์หลายชนิด อุณหภูมิที่เหมาะสม และลำดับการจดจำของเอนไซม์เหล่านั้น
• ฐานใหม่