La biosíntesis de nucleótidos es el proceso mediante el cual se crean o sintetizan nucleótidos. Este proceso puede ocurrir tanto dentro de organismos vivos como dentro de un laboratorio. Si ocurre dentro de las células vivas, el proceso tiene lugar en el citoplasma de la célula y no dentro de un orgánulo particular. Los nucleótidos son moléculas particularmente importantes dentro de las células de todos los organismos vivos porque son las moléculas que se utilizan para producir ADN y ARN. Además, los nucleótidos se usan para formar moléculas de almacenamiento de energía y moléculas que son necesarias para transmitir señales entre las células y entre los orgánulos dentro de las células.
Hay cinco nucleótidos diferentes; la adenina, la citosina y la guanina se encuentran tanto en el ADN como en el ARN, la timina se encuentra únicamente dentro de las moléculas de ADN y el uracilo solo se encuentra en el ARN. Todos los nucleótidos tienen una estructura básica similar, que es una base nitrogenada unida a una molécula de azúcar y un grupo fosfato. Se clasifican en dos grupos según la estructura de esta base. La base nitrogenada de las purinas (adenina y guarnina) contiene una estructura de doble anillo, mientras que la base que se encuentra en las pirimidinas (citosina, timina y uracilo) tiene una sola estructura de anillo.
Se producen dos métodos diferentes de biosíntesis de nucleótidos dentro de las células. Si se crea un nucleótido a partir de compuestos más simples, se considera biosíntesis de nucleótidos de novo. De novo es latín y básicamente significa desde el principio, o desde cero. La otra forma en que se forman los nucleótidos es a través de vías de recuperación. En esta situación, las partes de los nucleótidos que se han descompuesto se reciclan y reutilizan para formar nuevos nucleótidos.
Cada grupo de nucleótidos se somete a la biosíntesis de nucleótidos de novo de manera diferente. Con los nucleótidos de pirimidina, la estructura base se forma a partir de sus componentes y luego se une a una molécula de azúcar ribosa. En contraste, los nucleótidos de purina se crean uniendo los compuestos más simples directamente a la molécula de ribosa. Durante la biosíntesis de recuperación, una base que ya se formó se recicla y se vuelve a unir a una unidad de ribosa.
La biosíntesis de nucleótidos da como resultado la creación de ribonucleótidos, que son nucleótidos que contienen un azúcar ribosa. Los ribonucleótidos se usan para crear cadenas de ARN, mientras que el ADN se crea a partir de desoxirribonucleótidos. Como tal, todos los nucleótidos que se usan para el ADN deben someterse a una síntesis adicional.
Para formar desoxirribonucleótidos a partir de ribonucleótidos, el azúcar ribosa pierde una molécula de oxígeno o sufre una reacción de reducción. Para convertir el uracilo en timina, por ejemplo, se agrega un grupo metilo adicional al nucleótido de uracilo. La reducción de los ribonucleótidos ocurre solo después de que se han formado completamente.