Гомологічну рекомбінацію концептуально можна розділити на три етапи: пресинапсис, синапсис і постсинапсис. Під час пресинапсису кінці DSB розпізнаються та перетворюються в одноланцюговий хвіст, що закінчується 3′-OH (кроки 1-2). У синапсисі інвазія ланцюга ДНК ниткою Rad51-ssDNA генерує D-петлю (етап 3).
Етапи технології рекомбінантної ДНК включають: виділення ДНК з організмів-донора та хазяїна, розрізання ДНК за допомогою рестриктаз, з’єднання фрагментів за допомогою ДНК-лігази, введення рекомбінантної ДНК в організм хазяїна, а також відбір і скринінг трансформованих клітин.
У живих організмах виявлено щонайменше чотири типи природної рекомбінації: (1) Загальна або гомологічна рекомбінація, (2) Нелегітимна або негомологічна рекомбінація, (3) Сайт-специфічна рекомбінація та (4) реплікативна рекомбінація.
Є дві основні моделі того, як гомологічна рекомбінація відновлює дволанцюгові розриви в ДНК шлях репарації подвійного розриву ланцюга (DSBR) (іноді званий моделлю подвійного з’єднання Холідея) і шлях відпалу ланцюга, залежного від синтезу (SDSA). Ці два шляхи схожі на своїх перших кількох кроках.
Гомологічна рекомбінація посилюється в S і G2 фази клітинного циклу, коли сестринські хроматиди легко доступні. Далі його можна розділити на чотири шляхи, а саме неалельну гомологічну рекомбінацію (NAHR), конверсію гена, індуковану розривом реплікацію (BIR) і одноланцюговий відпал (SSA) (рис.