W efekcie niedoborów kwasu foliowego dochodzi do zatrzymania syntezy DNA i podziałów komórki.
Najważniejszymi przedstawicielami tej grupy są metotreksat i pemetreksed.
Analogi zasad purynowych Jest to grupa leków, której działanie jest oparte na strukturalnym podobieństwie do puryn, w tym adeniny i guaniny. Do analogów puryn należy kladrybina, fludarabina, merkaptopuryna, tioguanizna i pentostatyna.
Merkaptopuryna konkuruje z hipoksantyną i guaniną o fosforybozylotransferazę hipoksantynowo-guanylową i ulega przemianie do monofosforanu tioinozyny (TIMP), który blokuje reakcje związane z kwasem inozynowym. S-metylotransferaza przekształca TIMP do monofosforanu metylotioinozyny (MTIMP). TIMP i MTIMP hamują amidotransferazę glutamino-5-fosforybozylopirofosforanową, która jest pierwszym enzymem szlaku syntezy nukleotydów purynowych. W efekcie zostaje zatrzymana synteza DNA. Podobnie działa tioguanina.
Kladrybina ulega transformacji do kladrybinotrifosforanu (Cd-ATP), który kompetycyjnie hamuje inkorporację prawidłowego nukleotydu do DNA, co blokuje jego elongację podczas replikacji DNA. Akumulacja Cd-ATP powoduje zaburzenie puli deoksyrybonukleotydów i w konsekwencji zaburzenie zarówno syntezy, jak i naprawy DNA.