ホリデイジャンクション
In vitroの分子でのX線結晶構造解析のデータによって逆平行型構造は広く受け入れられることとなった。しかしin vivoでの構造に関しては、タンパク質の結合によってジャンクション構造がしばしば変化することもあり、2004年の時点では明らかではない。
DNAナノテクノロジーの概念的基礎は、1980年代初期にネイドリアン・シーマンによって提唱された。当時、DNA複製フォークや可動性ホリデイジャンクションなど、多数の天然の分岐したDNA構造が知られていたが、シーマンは、組み立てられた分子から対称性が除去されるような配列設計によって固定された核酸ジャンクションを形成することが可能であり、原理的にはこのような固定ジャンクションから剛性の高い結晶格子を組み立てることができる、と予見した。この構想を提唱した最初の理論的論文は1982年に発表され、その翌年には固定されたDNAジャンクションの実験的実証がなされた。シーマンはより剛性が高く、二次元格子の形成に適したダブルクロスオーバーモチーフを開発し、1998年にエリック・ウィンフリー(英語版)とともに二次元格子形成を実証した。2006年にポール・ロザムンド(英語版)は、任意の形状に折り畳まれたDNA構造を容易に安定的に形成する、DNAオリガミ技術を発表し。この手法を用いることで、以前よりもずっと大きな構造を形成することが可能となり、設計や合成の技術的要求はより低いものとなった。ようやく2009年になって、シーマンによって三次元格子の合成が発表された。三次元格子の合成には、彼が取り組み始めてから約30年の歳月を要した。
多くのタンパク質がホリデイジャンクション構造の認識や変形を行う。その1つがホリデイジャンクション解離酵素(英語版)(Holliday junction resolvase)であり、ジャンクションを(時には配列特異的に)切断する。これらのタンパク質はさまざまな方法でジャンクション構造を変形させるが、多くの場合、スタッキングしていないコンフォメーションへとジャンクションを引っ張ったり、中心部の塩基対を破壊したり、4つのアーム間の角度を変化させたりといったことが行われる。他には、分岐点移動の速度を数桁変化させるタンパク質や、部位特異的組換え酵素などがある。原核生物ではホリデイジャンクション解離酵素はインテグラーゼとヌクレアーゼの2つのファミリーに分類され、それぞれ構造的には類似しているが配列は保存されていない。
真核生物では、相同組換えによってDNAの二本鎖切断を修復する方法には、DSBR経路(double-strand break repair pathway、ダブルホリデイジャンクションモデルとも)とSDSA経路(synthesis-dependent strand annealing pathway)の2つの主要なモデルが存在する。