Dímeros de ciclobutano pirimidina podem ser reparados diretamente sem a excisão por uma enzima chamada de DNA fotoliase que usa a energia derivada da luz absorvida para regenerar as duas pirimidinas que formaram dimerização induzida por luz UV. A fotoliase contém dois co-fatores que servem como agentes de absorção de luz (cromóforos), um derivado do ácido fólico. (Figura 4)
Um outro exemplo de reparo direto envolve o reparo de O8metilguanina no DNA formada pela ação de certos agentes alquilantes. O8metilguanina é uma lesão altamente mutagênica e carcinogênica. A enzima O8metilguanina DNA metil transferase remove este grupamento metil da guanina transferindo este para um resíduo específico de citosina na transferase, inativando-a. (Figura 5)
