A biossíntese de nucleotídeos é o processo pelo qual os nucleotídeos são criados ou sintetizados. Esse processo pode ocorrer tanto nos organismos vivos quanto no laboratório. Se ocorrer dentro das células vivas, o processo ocorre no citoplasma da célula e não dentro de uma organela específica. Os nucleotídeos são moléculas particularmente importantes nas células de todos os organismos vivos porque são as moléculas usadas para produzir DNA e RNA. Além disso, os nucleotídeos são usados para formar moléculas de armazenamento de energia e moléculas necessárias para a passagem de sinais entre células e entre organelas dentro das células.
Existem cinco nucleotídeos diferentes; adenina, citosina e guanina são encontradas no DNA e no RNA, a timina é encontrada apenas nas moléculas de DNA e o uracil está no RNA. Todos os nucleotídeos têm uma estrutura básica semelhante, que é uma base nitrogenada ligada a uma molécula de açúcar e a um grupo fosfato. Eles são classificados em dois grupos com base na estrutura dessa base. A base nitrogenada das purinas – adenina e guarnina – contém uma estrutura em anel duplo, enquanto a base encontrada nas pirimidinas – citosina, timina e uracil – possui apenas uma estrutura em anel.
Dois métodos diferentes de biossíntese de nucleotídeos ocorrem dentro das células. Se um nucleotídeo é criado a partir de compostos mais simples, é considerado biossíntese nucleotídica de novo. De novo é latim e significa basicamente desde o início ou a partir do zero. A outra maneira pela qual os nucleotídeos são formados é através de vias de resgate. Nesta situação, partes de nucleotídeos que foram quebrados são recicladas e reutilizadas para formar novos nucleotídeos.
Cada grupo de nucleotídeos sofre biossíntese de novo nucleotídeo de maneira diferente. Com nucleotídeos de pirimidina, a estrutura da base é formada a partir de seus componentes e, em seguida, ligada a uma molécula de açúcar ribose. Por outro lado, os nucleotídeos de purina são criados pela ligação de compostos mais simples diretamente à molécula de ribose. Durante a biossíntese de resgate, uma base que já foi formada é reciclada e recolocada em uma unidade ribose.
A biossíntese de nucleotídeos resulta na criação de ribonucleotídeos, que são nucleotídeos que contêm açúcar ribose. Os ribonucleotídeos são usados para criar cadeias de RNA, enquanto o DNA é criado a partir de desoxirribonucleotídeos. Como tal, todos os nucleotídeos usados para o DNA devem passar por uma síntese adicional.
Para formar desoxirribonucleotídeos a partir de ribonucleotídeos, o açúcar ribose perde uma molécula de oxigênio ou sofre uma reação de redução. Para converter uracilo em timina, por exemplo, é adicionado um grupo metilo adicional ao nucleótido do uracilo. A redução dos ribonucleotídeos ocorre somente depois que eles foram totalmente formados.