基本内容
不同來源的核酸酶，其專一性、作用方式都有所不同。有些核酸酶隻能作用于RNA，稱為核糖核酸酶（RNase），有些核酸酶隻能作用于DNA，稱為脫氧核糖核酸酶（DNase），有些核酸酶專一性較低，既能作用于RNA也能作用于DNA，因此統稱為核酸酶（nuclease）。根據核酸酶作用的位置不同，又可将核酸酶分為核酸外切酶（exonuclease）和核酸内切（endonuclease）。
分類
核酸外切酶
有些核酸酶能從DNA或RNA鍊的一端逐個水解下單核苷酸，所以稱為核酸外切酶。隻作用于DNA的核酸外切酶稱為脫氧核糖核酸外切酶，隻作用于RNA的核酸外切酶稱為核糖核酸外切酶；也有一些核酸外切酶可以作用于DNA或RNA。核酸外切酶從3′端開始逐個水解核苷酸，稱為3′→5′外切酶，例如，蛇毒磷酸二酯酶即是一種3′→5′外切酶，水解産物為5′核苷酸；核酸外切酶從5′端開始逐個水解核苷酸，稱為5′→3′外切酶，例如：牛脾磷酸二酯酶即是一種5′→3′外切酶，水解産物為3′核苷酸。
核酸内切酶
核酸内切酶催化水解多核苷酸内部的磷酸二酯鍵。有些核酸内切酶僅水解5′磷酸二酯鍵，把磷酸基團留在3′位置上，稱為5′-内切酶；而有些僅水解3′-磷酸二酯鍵，把磷酸基團留在5′位置上，稱為3′-内切酶。還有一些核酸内切酶對磷酸酯鍵一側的堿基有專一要求，例如胰髒核糖核酸酶（RNaseA）即是一種高度專一性核酸内切酶，它作用于由嘧啶核苷酸C‘3處的羟基與下一個核苷酸C5’處的磷酸形成的3‘，5’-磷酸二脂鍵，産物為以3′嘧啶核苷酸結尾的低聚核苷酸和以5’核苷酸開頭的低聚核苷酸。
發展曆史
20世紀70年代，在細菌中陸續發現了一類核酸内切酶，能專一性地識别并水解雙鍊DNA上的特異核苷酸順序，稱為限制性核酸内切酶（restriction endonuclease，簡稱限制酶）。當外源DNA侵入細菌後，限制性内切酶可将其水解切成片段，從而限制了外源DNA在細菌細胞内的表達，而細菌本身的DNA由于在該特異核苷酸順序處被甲基化酶修飾，不被水解，從而得到保護。
限制性核酸内切酶的研究和應用發展很快，已提純的限制性核酸内切酶有100多種，許多已成為基因工程研究中必不可少的工具酶。
限制性核酸内切酶可被分成三種類型。Ⅰ型和Ⅲ型限制酶水解DNA需要消耗ATP，全酶中的部分亞基有通過在特殊堿基上補加甲基基團對DNA進行化學修飾的活性。
Ⅰ型和Ⅲ型酶具有限制和修飾兩種作用，而特異性弱，切割位點的序列不固定，不已知，不宜用于基因克隆中。
Ⅱ型限制酶水解DNA不需要ATP也不以甲基化或其它方式修飾DNA，能在所識别的特殊核苷酸順序内或附近切割DNA。因此，被廣泛用于DNA分子克隆和序列測定。
應用
精确高效的實現内源基因靶向編輯是轉基因技術的難點和重點。傳統的自發同源重組方法的效率低下和逆病毒載體法的安全性差等問題，限制其廣泛應用和轉基因新品種的培育。鋅指核酸酶作為一種人工核酸酶，含有特異DNA識别結構域鋅指蛋白和非特異性DNA切割活性域FokⅠ，賦予了其靶向切割特定DNA雙鍊的能力。
當鋅指核酸酶識别并結合至靶序列，以二聚體形式切割DNA産生雙鍊切口（Double strand breaks，DSBs）。細胞在修複DSBs過程中功能實現基因組的靶向編輯，如基因敲入（Geneknock-in），基因敲除（Gene knock-out），基因修複（Gene correction），基因破壞（Genedisruption）等。
