Synteza dezoksyrybonukleotydów odbywa się na drodze redukcji rybonukleotydów (zamiana grupy hydroksylowej węgla 2’ rybozy na atom wodoru, przy udziale NADPH), w reakcji katalizowanej przez reduktaze rybonukleotydowa:
Enzym (E. coli) składa się z dwóch podjednostek R1 i R2 (dimerów):
W centrum aktywnym podjednostki R1 występują 3 reszty Cys i 1 reszta Glu:
Podjednostka R2 zawiera stabilny wolny rodnik tyrozylowy, który powstaje z udziałem centrum żelazowego zawierającego dwa jony żelazawe połączone mostkiem tlenkowym: