Nukleotidbiosyntes är den process genom vilken nukleotider skapas eller syntetiseras. Denna process kan ske både inom levande organismer, såväl som inom ett labb. Om den sker inom levande celler, sker processen i cellens cytoplasma och inte i en viss organell. Nukleotider är särskilt viktiga molekyler i cellerna i alla levande organismer eftersom de är de molekyler som används för att producera DNA och RNA. Nukleotider används också för att bilda energilagringsmolekyler och molekyler som är nödvändiga för att skicka signaler mellan celler och mellan organeller i celler.
Det finns fem olika nukleotider; adenin, cytosin och guanin finns i både DNA och RNA, tymin finns enbart i DNA-molekyler och uracil finns bara i RNA. Alla nukleotider har en liknande grundstruktur, som är en kvävehaltig bas fäst till en sockermolekyl och en fosfatgrupp. De är kategoriserade i två grupper baserat på strukturen av denna bas. Den kvävehaltiga basen för puriner – adenin och guarnin – innehåller en dubbel ringstruktur, medan basen som finns i pyrimidiner – cytosin, tymin och uracil – bara har en enkel ringstruktur.
Två olika metoder för nukleotidbiosyntes förekommer i celler. Om en nukleotid skapas av enklare föreningar anses den vara de novo nukleotidbiosyntes. De novo är latin och betyder i princip från början, eller från början. Det andra sättet att nukleotider bildas är genom räddningsvägar. I denna situation återvinns delar av nukleotider som har brutits ner och återanvänds för att bilda nya nukleotider.
Varje grupp av nukleotider genomgår de novo nukleotidbiosyntes på olika sätt. Med pyrimidinnukleotider bildas basstrukturen av dess komponenter och fästs sedan till en ribossockermolekyl. Däremot skapas purinnukleotider genom att de enklare föreningarna fästs direkt på ribosmolekylen. Under räddningsbiosyntesen återvinns en bas som redan har bildats och fästs på nytt till en ribosenhet.
Nukleotidbiosyntes resulterar i skapandet av ribonukleotider, som är nukleotider som innehåller ett ribossocker. Ribonukleotider används för att skapa strängar av RNA, medan DNA skapas från deoxiribonukleotider. Som sådan måste alla nukleotider som används för DNA genomgå ytterligare syntes.
För att bilda deoxiribonukleotider från ribonukleotider förlorar ribossockret en syremolekyl eller genomgår en reduktionsreaktion. För att omvandla uracil till tymin läggs till exempel en ytterligare metylgrupp till uracilnukleotiden. Reduktionen av ribonukleotiderna sker först efter att de har bildats helt.