Biosinteza nukleotidov je proces, pri katerem nastajajo ali sintetizirajo nukleotidi. Ta proces se lahko pojavi tako v živih organizmih kot v laboratoriju. Če se dogaja v živih celicah, se proces odvija v citoplazmi celice in ne znotraj določene organele. Nukleotidi so še posebej pomembne molekule v celicah vseh živih organizmov, ker so molekule, ki se uporabljajo za proizvodnjo DNK in RNA. Nukleotidi se uporabljajo tudi za tvorbo molekul za shranjevanje energije in molekul, ki so potrebne za prenos signalov med celicami in med organeli znotraj celic.
Obstaja pet različnih nukleotidov; adenin, citozin in gvanin najdemo tako v DNK kot v RNA, timin se nahaja samo v molekulah DNK, uracil pa samo v RNA. Vsi nukleotidi imajo podobno osnovno strukturo, ki je dušikova baza, vezana na molekulo sladkorja in fosfatno skupino. Glede na strukturo te baze so razvrščeni v dve skupini. Dušikova baza za purine – adenin in gvarnin – vsebuje dvojno obročno strukturo, medtem ko ima baza, ki jo najdemo v pirimidinih – citozin, timin in uracil – samo eno obročno strukturo.
V celicah se pojavljata dve različni metodi biosinteze nukleotidov. Če je nukleotid ustvarjen iz enostavnejših spojin, se to šteje za biosintezo nukleotidov de novo. De novo je latinščina in v bistvu pomeni od začetka ali iz nič. Drugi način tvorbe nukleotidov je po rešilnih poteh. V tej situaciji se deli nukleotidov, ki so bili razgrajeni, reciklirajo in ponovno uporabijo za tvorbo novih nukleotidov.
Vsaka skupina nukleotidov je podvržena de novo biosintezi nukleotidov drugače. Pri pirimidinskih nukleotidih se iz njegovih komponent tvori osnovna struktura in se nato pritrdi na molekulo sladkorja riboze. Nasprotno pa purinski nukleotidi nastanejo tako, da se enostavnejše spojine pritrdijo neposredno na molekulo riboze. Med biosintezo reševanja se osnova, ki je že nastala, reciklira in ponovno pritrdi na ribozno enoto.
Biosinteza nukleotidov povzroči nastanek ribonukleotidov, ki so nukleotidi, ki vsebujejo ribozni sladkor. Ribonukleotidi se uporabljajo za ustvarjanje verig RNA, medtem ko je DNK ustvarjena iz deoksiribonukleotidov. Kot taki morajo biti vsi nukleotidi, ki se uporabljajo za DNK, podvrženi nadaljnji sintezi.
Za tvorbo deoksiribonukleotidov iz ribonukleotidov ribozni sladkor izgubi molekulo kisika ali se podvrže redukcijski reakciji. Za pretvorbo uracila v timin se na primer uracilnemu nukleotidu doda dodatna metilna skupina. Do redukcije ribonukleotidov pride šele potem, ko so v celoti oblikovani.