DNA replikasyonunda temel bir ihtiyaç, genetik materyalin bütünlüğünün korunmasıdır. Bu nedenle çift zincir kopmaları, tercihen homolog rekombinasyon ile onarılır. Ve bu onarım, genellikle DNA sentezinden sonra, iki kardeş DNA molekülü yakınken ve biri diğerinin onarımı için bir şablon görevi görebilecekken gerçekleştirilir.

Ökaryotlarda, MRN adı verilen ve özelleşmiş nükleazlardan oluşan bir protein kompleksi, DNA uçları birbirine bağlıyken hasarlı uçları bozunmaya uğratır. DNA, 3'OH ucuna sahip üç ila dört nükleotidden oluşan tek zincirli çıkıntılarla kalır. Prokaryotik protein RecA homologu olan RAD51, ATP tarafından aktive edilene ve DNA'ya bağlanarak bir filament oluşturana kadar, bu tek zincirli bölüm RPA proteinleri tarafından stabilize edilir.

Filamentte DNA, nükleotidlerden oluşan üçüzler halinde bulunur;DNA omurgası, bitişik üçüzler arasında çözülür. Bu DNA protein filamenti, bozulmamış şablon DNA'sını gererek ve kararlılığını bozarak, bir kardeş kromatidden bir DNA dubleksine bağlanır;kararlılığı bozulan iki zincir kolayca ayrılabilir ve kırık zincir, zincir istilası olarak bilinen bir proseste şablona bağlanmaya çalışabilir. İstilacı zincir, üç nükleotidden oluşan bir blokta baz çiftleri oluşturmaya çalışarak, genomik DNA'da hasarsız homolog diziler arar.

Baz çiftleri eşleşmezse, istilacı DNA ayrılır ve diğer homolog bölgeleri arar. İstilacı zincirden bir üçüz, şablonla eşleşirse, sonraki üç nükleotit denenir. Bir dizide, en az beş üçüz uzunluğunda bir parça eşleşirse, istila edilmiş zincir şablon olarak kullanılarak, DNA polimeraz ile bir yer değiştirme halkası yapısı oluşturulur.

Bundan sonra, bir helikaz, kaplamasız hasarlı zincirle bazları eşleşen ve artık uzatılmış olan istilacı zincirin yerlerini değiştirir. Daha sonra, ikinci hasarlı zincir, başka bir DNA sentezi turu için şablon DNA'nın tamamlayıcı zincirine bitişir. Sonunda, kardeş zincirler ayrılır.

Ve bir DNA ligaz, boşlukları kapatır;onarılmış sarmalları eski haline getirir ve sağlam kromozomun doğru şekilde onarılmasını sağlar.