被廣泛接受的DNA交叉模型最早是由Robin Holliday于1964年提出的。它包括如下圖所示的幾個(gè)步驟。

圖1.DNA交叉的霍利迪模型：

(a) 兩個(gè)同源 DNA 分子排成一行（例如，兩個(gè)非姐妹染色單體在減數(shù)分裂期間排成一行）。

(b) 切割兩條 DNA 的一條鏈。

(c) 切割的鏈交叉并連接同源鏈，形成 Holliday 結(jié)構(gòu)（或 Holliday 連接）。

(d) 異源雙鏈體區(qū)域由分支遷移形成。

(e) 霍利迪結(jié)構(gòu)的決議。 圖1e 是與圖 1d 不同的霍利迪路口視圖。 DNA 鏈可以沿垂直線(xiàn)或水平線(xiàn)切割。

(f) 垂直切割將導(dǎo)致 f-f' 和 F-F' 區(qū)域之間的交叉。 異源雙鏈區(qū)域最終將通過(guò)錯(cuò)配修復(fù)得到糾正。

(g) 錯(cuò)配修復(fù)后水平切割不會(huì)導(dǎo)致交叉。 但是，它可能會(huì)導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)換。

圖2.RecA 六聚體 (PDB ID = 2REC) 的結(jié)構(gòu)，它可以包裹單鏈 DNA 并引導(dǎo)它形成 Holliday 結(jié)構(gòu)。

同源重組的詳細(xì)機(jī)制主要是從大腸桿菌的研究中獲得的。 雖然細(xì)菌不經(jīng)歷減數(shù)分裂，但同源重組可能在 DNA 復(fù)制期間或之后立即發(fā)生。 它也可能發(fā)生在稱(chēng)為共軛的交配過(guò)程中。

在大腸桿菌中，重組由 RecBCD 酶啟動(dòng)，該酶由三個(gè)亞基組成：RecB、RecC 和 RecD。 該酶同時(shí)具有解旋酶和核酸酶活性。 該酶首先利用其解旋酶活性解開(kāi) DNA。 當(dāng)它擊中 Chi 位點(diǎn)（序列為 GCTGGTGG）時(shí)，其中一條暴露的鏈將被其核酸酶活性切斷。 這個(gè)特殊站點(diǎn)之所以被稱(chēng)為“Chi站點(diǎn)”，是因?yàn)橄ＥD字母χ（chi）看起來(lái)像一個(gè)交叉點(diǎn)。 氣位是霍利迪交界的位置，也是十字路口的位置。

DNA 鏈被 RecBCD 切割后，鏈入侵被 RecA 蛋白催化，它可以包裹單鏈 DNA 并引導(dǎo)它形成 Holliday 結(jié)構(gòu)。

最后，分支遷移由 RuvA 和 RuvB 催化。 Holliday 結(jié)構(gòu)由蛋白質(zhì) RuvC 解析。