ホリデイジャンクション
ホリデイジャンクションは相同組換えにおける重要な中間体である。相同組換えは、インテグラーゼによる部位特異的組換え(英語版)と同様、2本の染色体間の遺伝子の移動によって遺伝的多様性を増大させる生物学的過程である。そのほか、二本鎖切断の修復にも関与している。さらにDNA超らせん中の対称配列では、ひずみを緩和するためにホリデイジャンクションを伴う十字型DNA(英語版)構造が出現することがある。4つのアームからなるジャンクションは、U1 snRNAやタバコ輪点ウイルス(英語版)のヘアピンリボザイムなどの機能性RNA分子にも存在する。これらは通常二重らせんドメインに対合していないヌクレオチドを含んでいるため、厳密にはホリデイジャンクション構造を取らない。
相同組換えにおいて、ホリデイジャンクションは(ほぼ)同一の配列間で形成され、中央のジャンクションの周囲に対称的な配列が配置される。これによって、ジャンクション部位が移動する分岐点移動の過程が可能となる。ホリデイジャンクションの切断または解消の方法には2通りあり、遺伝子変換が生じているが染色体乗換えは生じていない2つの分子が形成される場合と、乗換えが生じた2つの組換え分子が形成される場合がある。切断の方法に関わらず、ホリデイジャンクションの分岐点移動が起こった領域に関してはすべての産物がヘテロ二本鎖(英語版)となる。
出芽酵母、植物、脊椎動物の減数分裂においてはMUS81はマイナー経路の構成要素であるが、テトラヒメナTetrahymena thermophilaではMUS81は支配的ではないにせよ、必須の要素であるようである。MUS81経路は分裂酵母Schizosaccharomyces pombeにおいては支配的経路であるようである。
酵母とヒトでは、MSH4(英語版)、MSH5(英語版)タンパク質はヘテロオリゴマー構造(ヘテロ二量体)を形成する。S. cerevisiaeでは、MSH4とMSH5は減数分裂過程での相同染色体間の乗換えを特異的に促進する。MSH4/MSH5複合体はダブルホリデイジャンクションと呼ばれる2つのホリデイジャンクションからなる構造に結合して安定化し、乗換え型産物が形成される切断パターンを促進する。S. cerevisiaeのMSH4の機能低下型変異体は全ゲノム中の乗換え数を30%減少させ、染色体の乗換えが起こらないパターンの減数分裂を増加させる。この変異体の胞子の生存パターンからは、乗換えが起こっていない染色体でも効率的に分離が起こっていることが示唆される。S. cerevisiaeでは、染色体の正確な分離は相同染色体間の乗換えには完全には依存していないようである。