Η πυριμιδίνη είναι μια ομάδα μορίων που αποτελούν μέρος της δομής του DNA και του RNA. Αυτά τα μόρια διαθέτουν μια ενιαία δομή δακτυλίου που αποτελείται από έξι άτομα. Υπάρχουν πολλά μόρια πυριμιδίνης, αλλά μόνο η κυτοσίνη και η θυμίνη αποτελούν μέρος της δομής του DNA, ενώ η κυτοσίνη και η ουρακίλη αποτελούν μέρος της δομής του RNA. Αυτά τα μόρια συνδέονται με τα αντίστοιχα πουρίνης τους για να ενώσουν τους δύο κλώνους του πολυμερούς DNA ή RNA. Φάρμακα που είναι παρόμοια με την πυριμιδίνη έχουν χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία ορισμένων παθήσεων, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου του δέρματος και της κεράτωσης.
Η κυτοσίνη, η θυμίνη και η ουρακίλη έχουν εξαμελή δομή δακτυλίου. Η ουρακίλη έχει δύο άτομα οξυγόνου συνδεδεμένα στον δακτύλιο. Η κυτοσίνη έχει ένα άτομο οξυγόνου και μια ομάδα αμίνης (-NH2) συνδεδεμένα στον δακτύλιο, ενώ η θυμίνη έχει δύο άτομα οξυγόνου και μια ομάδα μεθυλίου (-CH3) συνδεδεμένα στον δακτύλιο. Η δομή του δακτυλίου καθενός από αυτά τα μόρια πυριμιδίνης περιέχει δύο άτομα αζώτου και τέσσερα άτομα άνθρακα.
Οι πυριμιδίνες συνδέονται με τις πουρίνες για να ενώσουν τους δύο κλώνους του πολυμερούς DNA ή RNA. Η αδενίνη και η γουανίνη είναι οι πουρίνες και το καθένα έχει έναν πενταμελή και έναν εξαμελή δακτύλιο που ενώνονται μεταξύ τους. Στο DNA, η κυτοσίνη συνδέεται με τη γουανίνη και η θυμίνη με την αδενίνη. Η σύνδεση μεταξύ κυτοσίνης και γουανίνης αποτελείται από τρεις δεσμούς υδρογόνου, ενώ η σύνδεση μεταξύ θυμίνης και αδενίνης περιλαμβάνει δύο δεσμούς υδρογόνου. Στο RNA, η ουρακίλη αντικαθιστά τη θυμίνη και συνδέεται με την αδενίνη.
Όταν μια ομάδα σακχάρων συνδέεται με μια πυριμιδίνη ή μια πουρίνη, ονομάζεται νουκλεοσίδη. Η δεοξυκυτοσίνη και η (δεοξυ)θυμιδίνη είναι οι νουκλεοσίδες της πυριμιδίνης και η δεοξυαδενοσίνη και η δεοξυγουανοσίνη είναι οι νουκλεοσίδες πουρίνης. Στο DNA, το σάκχαρο είναι η δεοξυριβόζη, η οποία είναι ένα μόριο σακχάρου πέντε άνθρακα που στερείται της υδροξυλικής ομάδας (-ΟΗ) που κανονικά υπάρχει στο μόριο σακχάρου ριβόζης. Με το RNA, το μόριο του σακχάρου είναι ριβόζη και οι νουκλεοζίτες ονομάζονται γενικά χωρίς το πρόθεμα «δεοξυ».
Ένα πλήρες νουκλεοτίδιο αποτελείται από μια αζωτούχα βάση, η οποία είναι η πυριμιδίνη ή η πουρίνη, ένα μόριο σακχάρου και μια φωσφορική ομάδα. Η φωσφορική ομάδα συνδέεται με το μόριο σακχάρου ενός νουκλεοζίτη μέσω ενός εστερικού δεσμού. Ένα νουκλεοτίδιο συνδέεται με ένα άλλο νουκλεοτίδιο μέσω ενός φωσφοδιεστερικού δεσμού.
Η φλουροουρακίλη είναι ένα φάρμακο που έχει παρόμοια δομή με την πυριμιδίνη ουρακίλη. Συνήθως χρησιμοποιείται για τη θεραπεία ενός συγκεκριμένου τύπου καρκίνου του δέρματος που ονομάζεται επιφανειακό βασικοκυτταρικό καρκίνωμα και άλλες δερματικές παθήσεις, συμπεριλαμβανομένων των φολιδωτών ή κρουστών βλαβών που προκαλούνται από την υπερβολική έκθεση στον ήλιο. Το φάρμακο πωλείται συνήθως με τη μορφή κρέμας.