Nukleotidų biosintezė yra procesas, kurio metu sukuriami arba sintetinami nukleotidai. Šis procesas gali vykti tiek gyvuose organizmuose, tiek laboratorijoje. Jei procesas vyksta gyvose ląstelėse, procesas vyksta ląstelės citoplazmoje, o ne tam tikroje organelėje. Nukleotidai yra ypač svarbios visų gyvų organizmų ląstelių molekulės, nes tai yra molekulės, naudojamos DNR ir RNR gaminti. Be to, nukleotidai naudojami energijos kaupimo molekulėms ir molekulėms, kurios yra būtinos perduodant signalus tarp ląstelių ir tarp organelių ląstelėse, formuoti.
Yra penki skirtingi nukleotidai; adeninas, citozinas ir guaninas randami tiek DNR, tiek RNR, timinas randamas tik DNR molekulėse, o uracilas – tik RNR. Visi nukleotidai turi panašią bazinę struktūrą, kuri yra azoto bazė, prijungta prie cukraus molekulės ir fosfato grupės. Pagal šios bazės struktūrą jie skirstomi į dvi grupes. Azoto bazėje purinams – adeninui ir guarninui – yra dviguba žiedo struktūra, o pirimidinuose esanti bazė – citozinas, timinas ir uracilas – turi tik vieną žiedo struktūrą.
Ląstelėse vyksta du skirtingi nukleotidų biosintezės metodai. Jei nukleotidas sukuriamas iš paprastesnių junginių, tai laikoma de novo nukleotidų biosinteze. De novo yra lotynų kalba ir iš esmės reiškia nuo pradžios arba nuo nulio. Kitas nukleotidų susidarymo būdas yra gelbėjimo būdai. Esant tokiai situacijai, suskaidytų nukleotidų dalys yra perdirbamos ir pakartotinai naudojamos, kad susidarytų nauji nukleotidai.
Kiekviena nukleotidų grupė de novo nukleotidų biosintezė vyksta skirtingai. Naudojant pirimidino nukleotidus, iš jo komponentų susidaro bazinė struktūra, o tada prijungiama prie ribozės cukraus molekulės. Priešingai, purino nukleotidai sukuriami prijungiant paprastesnius junginius tiesiai prie ribozės molekulės. Gelbėjimo biosintezės metu jau susidariusi bazė yra perdirbama ir vėl prijungiama prie ribozės vieneto.
Nukleotidų biosintezė sukelia ribonukleotidų, kurie yra nukleotidai, kuriuose yra ribozės cukraus, atsiradimą. Ribonukleotidai naudojami RNR grandinėms sukurti, o DNR sukuriama iš dezoksiribonukleotidų. Taigi visi DNR naudojami nukleotidai turi būti toliau sintezuojami.
Kad iš ribonukleotidų susidarytų deoksiribonukleotidai, ribozės cukrus praranda deguonies molekulę arba vyksta redukcijos reakcija. Pavyzdžiui, norint paversti uracilą į timiną, į uracilo nukleotidą pridedama papildoma metilo grupė. Ribonukleotidų redukcija įvyksta tik tada, kai jie visiškai susiformuoja.