肝是體內從頭合成嘧啶核苷酸的主要器官。嘧啶核苷酸從頭合成的原料是天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2等。反應過程中的關鍵酶在不同生物體內有所不同，在細菌中，天冬氨酸氨基甲酰轉移酶是嘧啶核苷酸從頭合成的主要調節酶；而在哺乳動物細胞中，嘧啶核苷酸合成的調節酶主要是氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ。主要合成過程：形成的第一個嘧啶核苷酸是乳氫酸核苷酸（OMP），進而形成尿嘧啶核苷酸（UMP），UMP在一系列酶的作用下生成CTP。dTMP由dUMP經甲基化生成的。嘧啶核苷酸從頭合成的特點是先合成嘧啶環，再磷酸核糖化生成核苷酸。