Biosinteza nukleotida je proces u kojem se nukleotidi stvaraju ili sintetiziraju. Ovaj proces se može dogoditi kako unutar živih organizama, tako i unutar laboratorija. Ako se događa unutar živih stanica, proces se odvija u citoplazmi stanice, a ne unutar određene organele. Nukleotidi su posebno važne molekule u stanicama svih živih organizama jer su to molekule koje se koriste za proizvodnju DNA i RNA. Također, nukleotidi se koriste za stvaranje molekula za pohranu energije i molekula koje su neophodne za prijenos signala između stanica i između organela unutar stanica.
Postoji pet različitih nukleotida; adenin, citozin i gvanin nalaze se i u DNK i u RNK, timin se nalazi isključivo unutar molekula DNA, a uracil samo u RNA. Svi nukleotidi imaju sličnu osnovnu strukturu, a to je dušična baza vezana za molekulu šećera i fosfatnu skupinu. Oni su kategorizirani u dvije skupine na temelju strukture ove baze. Dušična baza za purine – adenin i gvarnin – sadrži dvostruku prstenastu strukturu, dok baza koja se nalazi u pirimidinima – citozin, timin i uracil – ima samo jednu prstenastu strukturu.
Dvije različite metode biosinteze nukleotida javljaju se unutar stanica. Ako se nukleotid stvara iz jednostavnijih spojeva, smatra se de novo biosintezom nukleotida. De novo je latinski i u osnovi znači od početka, ili od nule. Drugi način na koji nastaju nukleotidi je putem spasonosnih puteva. U ovoj situaciji, dijelovi nukleotida koji su razbijeni se recikliraju i ponovno koriste za stvaranje novih nukleotida.
Svaka skupina nukleotida različito prolazi kroz biosintezu nukleotida de novo. Kod pirimidinskih nukleotida, osnovna struktura se formira od njegovih komponenti, a zatim se veže na molekulu šećera riboze. Nasuprot tome, purinski nukleotidi nastaju pričvršćivanjem jednostavnijih spojeva izravno na molekulu riboze. Tijekom biosinteze spašavanja, baza koja je već formirana reciklira se i ponovno spaja na jedinicu riboze.
Biosinteza nukleotida rezultira stvaranjem ribonukleotida, koji su nukleotidi koji sadrže ribozni šećer. Ribonukleotidi se koriste za stvaranje lanaca RNA, dok se DNK stvara od deoksiribonukleotida. Kao takvi, svi nukleotidi koji se koriste za DNK moraju proći daljnju sintezu.
Za stvaranje deoksiribonukleotida iz ribonukleotida, šećer riboze gubi molekulu kisika ili prolazi reakciju redukcije. Za pretvorbu uracila u timin, na primjer, uracil nukleotidu se dodaje dodatna metilna skupina. Do redukcije ribonukleotida dolazi tek nakon što su u potpunosti formirani.