嘌呤核苷酸从头合成的原料是：磷酸核糖焦磷酸(PRPP)、谷氨酰胺、ATP供能，甘氨酸、天冬氨酸、CO2和一碳单位（由四氢叶酸携带）。嘧啶核苷酸从头合成的原料是：PRPP、天冬氨酸、谷氨酰胺以及CO2。首先合成的是尿嘧啶核苷酸(UMP)，然后再转变成胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸(dTMP)。