雙鏈斷裂修復（double-strand break repair）

在DNA可能遭受的一切損傷中，最危險的是雙鏈斷裂——一刀乾淨地切穿螺旋的兩條鏈，把染色體截成兩段鬆散的碎片。多數損傷會保留一條鏈充當模板，於是細胞只需照著配對鏈重建斷掉的那條。雙鏈斷裂卻撤去了這張安全網：那一處資訊的兩份拷貝同時消失。

危險有兩重。其一，細胞可能再也找不齊兩個斷端而丟失整條染色體臂，或者把錯誤的斷端黏到一起、把本該分開的染色體融合起來——這正是推動癌症的那種混亂。雙鏈斷裂來自電離輻射、某些化學物質、崩潰的複製叉，以及在減數分裂重組和免疫基因重排等過程中由細胞自身以受控而有意的方式造成。由於未修復的斷裂可能致命、錯修的斷裂可能致癌，細胞把這類斷裂當作頭等緊急事件對待。

修復雙鏈斷裂主要有兩條途徑，二者體現了速度與準確性之間的權衡。非同源末端連接只是修整並直接重新接合兩個斷端——快、隨時可用，但易出錯，往往在接縫處丟失或增加幾個鹼基。同源重組則較慢但準確：它以該區域一份完整相同的拷貝——通常是複製之後存在的姐妹染色單體——為模板，把斷裂完美重建。細胞選哪條途徑，很大程度上取決於細胞週期的階段，以及手邊是否有一份姐妹拷貝。