供應DNA合成的前驅物質 

DNA前驅物質包含去氧核糖，是由相對應的含核糖的核苷酸所合成的。

核糖核苷酸還原酶 (ribonucleotide reductase) 催化，使核糖 (ribose) 還原成去氧核糖 (deoxyribose)。這方面也作用在雙磷酸根的衍生物 (ADP、GDP、CDP和UDP)。激酶 (kinase) 稍后會在dADP、dGDP、dCDP上加入第三個磷酸根，形成dATP、dGTP、dCTP。dUDP則有不同的安排，DNA沒有包括尿嘧啶 (uracil)，但包含另一含有甲基的衍生物胸腺嘧啶 (thymine)。在甲基化 (methylation) 進行之前，dUDP會先移除一個磷酸根，轉變成dUMP。然后胸苷酸合成酶 (thymidylate synthetase) 加入一個甲基，所以dUMP會轉變成dTMP。最后兩個磷酸根加入，形成dTTP。

胸腺嘧啶的甲基由輔助因子 (cofactor) 四氫葉酸 (tetrahydrofolate; THF) 攜帶，而四氫葉酸會在反應中氧化成二氫葉酸 (dihydrofolate; DHF)。DHF必須還原成THF，當作DNA合成用。參與作用的酵素為二氫葉酸還原酶 (dihydrofolate reductase)，在細菌中會被抗生素三甲氧二胺嘧啶 (trimethoprim) 所抑制。除此之外，合成嘌呤類物質，如腺嘌呤 (adenine) 和鳥糞嘌呤 (guanine)，也需要THF攜帶單碳的物質。

真核的二氫葉酸還原酶會被甲氨喋呤 (methotrexate; amethopterin) 所抑制。因為腫瘤的生長會影響癌癥細胞的快速分裂與DNA複制，因此甲氨喋呤常被用來做抗癌藥劑。

磺胺 (sulfonamide) 類的抗生素會主動抑制葉酸 (folate) 輔助因子的合成。動物體不能合成葉酸，但在飲食中必須攝取，所以在合理的劑量下，磺胺為無害的。