Las bacterias generalmente tienen una copia única del cromosoma. Por lo tanto, Deinococcus es una excepción.
No es por mutación que contiene cuatro copias de ADN (4 copias de ADN significan 2 pares de cromosomas ya que dos se complementarán entre sí). La bacteria ha evolucionado para vivir de esa manera. Se sabe que las bacterias transportan plásmidos que son ADN circulantes, de doble cadena y de replicación autónoma que existen en el citoplasma celular. Sin embargo, son de un tamaño mucho más pequeño en comparación con el cromosoma del huésped.
El principal efecto de la exposición a la radiación ionizante es la extensa fragmentación del ADN del cromosoma bacteriano. Se observa una respuesta similar cuando las bacterias están expuestas a la desecación. Así que los investigadores han supuesto que el mecanismo de reparación del ADN altamente eficiente se desarrolló originalmente para sobrevivir a la desecación, pero en el proceso también aprendió a tolerar altas dosis de radiación ionizante como los rayos gamma y los rayos X. Esta resistencia a la radiación adquirida es meramente casual.
El mecanismo de reparación del ADN de Deinococcus radiodurans es poco conocido. Sin embargo, la literatura dice que generalmente lo hace mediante reparación de recombinación o recombinación homóloga. En este mecanismo, probablemente recoge la región correspondiente de la otra copia del cromosoma y la coloca en esa región del ADN de la primera copia del cromosoma donde se indujo la mutación. El espacio que queda en la otra copia desde donde se recogió el fragmento de ADN correcto se rellena con ADN polimerasa. El otro mecanismo propuesto es el sistema de reparación de desajuste.
