Ein Nukleotid besteht aus einer Base (einer heterozyklischen stickstoffhaltigen Komponente), einem Zucker ( Ribose oder Desoxyribose) und einer oder mehreren Phosphatgruppen.
Je nach Struktur der Base unterscheidet man zwischen den Purinen und den Pyrimidinen. Für die Synthese eines Purinringsystems werden je ein Molekül Aspartat, Kohlendioxyd, Glycin, Glutamin und zwei Formylgruppen (übertragen durch Tetrahydrofolsäure) benötigt. Zur Initiation der Synthese wird das schon erwähnte Phosphoribosylpyrophosphat gebraucht. Daran ist zu erkennen, daß schon die erste Synthesevorstufe der Base an den Zuckerrest und einen Phosphatrest gekoppelt ist, so daß wir uns später keine Gedanken mehr darüber zu machen brauchen, wie Base und Zucker miteinander verknüpft werden. Das erste Zwischenprodukt mit fertigem Ringsystem ist das Inosinmonophosphat (IMP), von dem aus die Synthese zum AMP einerseits und zum GMP andererseits abzweigt. Wie aus der umfangreichen Liste der Ausgangsprodukte abzuleiten ist, muß der Syntheseweg sehr energieaufwendig sein. Das ist auch der Fall und der Grund dafür, daß fertige Purinreste in der Zelle normalerweise nicht abgebaut, sondern nach gegebenfalls einer Modifikation wiederverwendet werden.
Die Endprodukte dieser Kette sind das IMP und daraus hervorgehend das AMP
Aus IMP geht auch das GMP hervor
Bei der Pyrimidinsynthese wird erst das Ringsystem fertiggestellt. Ausgangsstoffe sind Aspartat und Carbamylphosphat. Jenes wird übrigens im Cytosol der Zelle aus der Aminogruppe des Glutamins, freiem Bicarbonat und der terminalen Phosphatgruppe von ATP gebildet:
Glutamin + 2 ATP + Hydrogencarbonat > Carbamylphosphat + 2 ADP + Pi + Glutamat.
Die durch Zusammenlagerung mit Aspartat entstehende heterozyklische Verbindung ist die Orotsäure (Orotat), die nunmehr ebenfalls an Phosphoribosylpyrophosphat gebunden wird. Damit ist ein Nukleotid fertig. Durch Abspaltung von Kohlendioxyd (Entfernen einer Seitenkette des Rings, einer Karboxylgruppe) entsteht UMP, das seinerseits durch Amidierung in CMP überführt werden kann.
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