Biosinteza nucleotidelor este procesul prin care nucleotidele sunt create sau sintetizate. Acest proces poate avea loc atât în organismele vii, cât și în cadrul unui laborator. Dacă are loc în celulele vii, procesul are loc în citoplasma celulei și nu într-un anumit organel. Nucleotidele sunt molecule deosebit de importante în celulele tuturor organismelor vii, deoarece sunt moleculele care sunt folosite pentru a produce ADN și ARN. De asemenea, nucleotidele sunt folosite pentru a forma molecule de stocare a energiei și molecule care sunt necesare pentru transmiterea semnalelor între celule și între organele din interiorul celulelor.
Există cinci nucleotide diferite; adenina, citozina și guanina se găsesc atât în ADN, cât și în ARN, timina se găsește numai în moleculele de ADN, iar uracilul este doar în ARN. Toate nucleotidele au o structură de bază similară, care este o bază azotată atașată la o moleculă de zahăr și o grupare fosfat. Ele sunt clasificate în două grupe în funcție de structura acestei baze. Baza azotată pentru purine – adenina și guarnina – conține o structură inelară dublă, în timp ce baza găsită în pirimidine – citozină, timină și uracil – are o singură structură inelar.
Două metode diferite de biosinteză a nucleotidelor apar în interiorul celulelor. Dacă o nucleotidă este creată din compuși mai simpli, este considerată biosinteză de nucleotide de novo. De novo este latină și înseamnă practic de la început, sau de la zero. Celălalt mod în care se formează nucleotidele este prin căile de salvare. În această situație, părțile nucleotidelor care au fost descompuse sunt reciclate și reutilizate pentru a forma noi nucleotide.
Fiecare grup de nucleotide este supus unei biosinteze a nucleotidelor de novo în mod diferit. Cu nucleotidele de pirimidină, structura de bază este formată din componentele sale și apoi atașată la o moleculă de zahăr riboză. În schimb, nucleotidele purinice sunt create prin atașarea compușilor mai simpli direct pe molecula de riboză. În timpul biosintezei de salvare, o bază care a fost deja formată este reciclată și reatașată la o unitate de riboză.
Biosinteza nucleotidelor are ca rezultat crearea de ribonucleotide, care sunt nucleotide care conțin un zahăr riboză. Ribonucleotidele sunt folosite pentru a crea catene de ARN, în timp ce ADN-ul este creat din dezoxiribonucleotide. Ca atare, toate nucleotidele care sunt utilizate pentru ADN trebuie să fie supuse unei sinteze ulterioare.
Pentru a forma dezoxiribonucleotide din ribonucleotide, zahărul riboză pierde o moleculă de oxigen sau suferă o reacție de reducere. Pentru a converti uracilul în timină, de exemplu, se adaugă o grupare metil suplimentară la nucleotida de uracil. Reducerea ribonucleotidelor are loc numai după ce acestea s-au format complet.