По този път нуклеотидите се синтезират от предшественици с ниско молекулно тегло. Интересното е, че тези de novo пътища са практически идентични във всички организми. PRPP (5'-фосфо-α-D-рибозил-1-пирофосфат) е предшественик захар за всички нуклеотиди. Следователно всички те се синтезират dе ново под формата на рибонуклеотиди. Като общо правило има голяма консумация на АТФ и намаляване на мощността в повечето етапи на който и да е от синтезните пътища, така че те няма да бъдат представени.
Пурини
The синтез на пурини Започва с кондензиране, малко по малко, N от Gln и Asp и въглеродите от CO2, формил-тетрахидрофолат и Gly. Крайният продукт е инозинова киселина или инозин монофосфат (IMP). Това е точката на разклонение за синтезиране на AMP и GMP. Трябва да се отбележи, че преди да се превърне в GMP, хипоксантинът в IMP се окислява до ксантин, генерирайки ксантозин монофосфат (XMP). Впоследствие аминирането от глутамин се получава, за да генерира GMP. По същия начин IMP получава амоняк от Asp, за да стане AMP след няколко етапа.
В разграждане на пурините, след като се освободят от пентоза и фосфат, всички те се превръщат в пикочна киселина, която впоследствие се разгражда до урея. Уреята може спонтанно да се разложи на амоняк и CO2. Пикочната киселина и нейните производни са много неразтворими във вода, което в много случаи причинява здравословни проблеми, когато концентрацията й е висока (хиперурикемия). В тази ситуация тя се утаява в кристална форма в ставите, причинявайки болезненото заболяване, известно като "подагра". Диета с продукти, богати на пурини или нуклеинови киселини причинява това натрупване. Диета, богата на протеини, предизвиква алкализиране на кръвта, което води до по-голямо натрупване на пикочна киселина и по-ниска разтворимост на нея.
Пиримидини
The синтез на пиримидини започва с кондензацията на карбамоил-фосфат с Asp и през няколко етапа завършва, образувайки първия пиримидинов пръстен, който е оротна киселина. Тази основа е тази, която се свързва с PRPP, за да даде първия монофосфатен нуклеотид. Поредица от относително прости ензимни модификации превръщат OMP в UMP. С амино група от Gln UTP става CTP.
The катаболизъм на пиримидин В крайна сметка превръща всички пиримидини в урацил. В крайна сметка Uracil се катаболизира, за да произведе β-аланин, амоняк и CO2.
Дезоксирибонуклеотиди
Извършва се синтез на дезоксирибонуклеотиди като се започне от дифосфатните нуклеотиди съответстващи, получавайки директно dADP, dGDP, dCDP и dUDP. За да се катализира тази реакция, е необходим един и същ ензим във всички случаи: рибонуклеозид-дифосфат-редуктаза (холоензим с няколко окислително-възстановителни центъра и каталитично място). Реакцията е сложна и трябва да консумира няколко молекули редуцираща мощност, което прави изключително скъпо синтезирането на тези нуклеотиди.
Но да се получи тимин, dUDP става dUTP и след това се хидролизира до dUMP. От друга страна, dCDP претърпява серия от трансформации, които също го правят dUMP. DUMP се разпознава от ензима тимидилат синтаза, който въвежда метиловата група от метилен-THF и произвежда dTMP.