Người ta cho rằng vi khuẩn đã phát triển khả năng sản xuất các enzym giới hạn một cách tự nhiên để bảo vệ tế bào khỏi vi rút xâm nhập. Virus sinh sản bằng cách đánh cắp sự tổng hợp DNA của vật chủ để tạo ra DNA của chính nó. Các enzym hạn chế phân cắt DNA ngoại lai để vi rút không thể tái tạo.
Các enzym hạn chế, hoặc endonuclease, được sản xuất bởi vi khuẩn. Họ nhận ra trình tự rất cụ thể của các nucleotide trên một sợi DNA. Ví dụ: BamHI nhận ra trình tự GATCC và phân cắt sợi ngay trước G. Tính đặc hiệu của các enzym khiến chúng trở thành ứng cử viên lý tưởng để sử dụng trong kỹ thuật di truyền tế bào và tái tổ hợp gen trong phòng thí nghiệm.
Vi khuẩn sử dụng các enzym giới hạn để bảo vệ chống lại vi rút xâm nhập. Virus ảnh hưởng đến tế bào vật chủ bằng cách cướp sự trao đổi chất của tế bào để sinh sản, giết chết tế bào vật chủ trong quá trình này. Bước quan trọng để sinh sản virus là sao chép DNA của DNA virus. Vi khuẩn có chứa enzym giới hạn có thể phân cắt DNA của virut và tiêu diệt virut xâm nhập. DNA của vi khuẩn được methyl hóa, có nghĩa là DNA của vi khuẩn được gắn với một số nhóm methyl. Methyl hóa bảo vệ DNA của vi khuẩn khỏi bị phân cắt bởi các enzym giới hạn của chính nó.
