DNA双链中断（DSB）的同源性定向修复（HDR）需要切除DNA DSB末端。切除产生3'-SSDNA悬垂，然后用同源DNA序列退火。然后可以将这种同源序列用作DNA修复合成的模板，其桥接DSB。HDR优选地通过无误差同源重组修复（HRR），但也可以通过易于易于单链退火（SSA）或最低精确的微噬菌体介导的端连接（MMEJ）发生。

HRR和SSA共享涉及ATM信号的初始步骤，形成所谓的电离辐射诱导的焦点（IRIF），广泛切除DNA DSB结束和ATR信号传导的激活。在同源重组中，3'-SSDNA悬垂用互补的姐妹染色体股线退火。在SSA中，3'-SSDNA通过每个悬垂中包含的同源直接重复彼此退火，导致在DNA修复合成期间重复之间的重复和DNA序列中的一种缺失。

与HRR和SSA相反，这两者都涉及长长的高度同源DNA序列的退火，MMEJ需要退火两种3'-SSDNA悬垂的短区域（最多20个核苷酸），因此更混杂，更可能加入无关的DNA分子。通过DNA聚合酶THETA（POLQ）的低保真度增加MMEJ的误差率，其在MMEJ中进行DNA修复合成。

有关此主题的审查，请参阅Khanna 2001，Thompson和Schild 2001，Thompson和Schild 2002，Thompson和Limoli 2003，Ciccia和EllEdge 2010。