Η ουρακίλη είναι μία από τις πέντε αζωτούχες βάσεις που συνδέονται με νουκλεοτίδια που βρίσκονται μέσα στα κύτταρα. Ένα νουκλεοτίδιο αποτελείται από ένα σάκχαρο πέντε άνθρακα, σάκχαρο πεντόζης, με μια φωσφορική ομάδα και μια βάση συνδεδεμένη. Τα νουκλεοτίδια είναι τα δομικά στοιχεία για δύο σημαντικά νουκλεϊκά οξέα – το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, το DNA, και το ριβονουκλεϊκό οξύ, το RNA. Οι άλλες τέσσερις βάσεις είναι η κυτοσίνη, η γουανίνη, η αδενίνη και η θυμίνη.
Οι πέντε βάσεις χωρίζονται σε δύο ομάδες με βάση τη δομή τους. Οι βάσεις πυριμιδίνης αποτελούνται από έναν μόνο δακτύλιο ατόμων και περιλαμβάνουν κυτοσίνη, θυμίνη και ουρακίλη. Οι βάσεις πουρίνης έχουν διπλό δακτύλιο ατόμων και περιλαμβάνουν αδενίνη και γουανίνη. Ονομάζονται αζωτούχες βάσεις καθώς περιέχουν άτομα αζώτου και άνθρακα στον(τους) δακτύλιο(ους).
Μέσα στο κύτταρο, οι βάσεις ζευγαρώνονται για να δημιουργήσουν μόρια DNA και επίσης κατά τη διάρκεια ορισμένων διεργασιών, όπως η αντιγραφή του DNA και η πρωτεϊνοσύνθεση. Το ζευγάρωμα των βάσεων είναι πολύ συγκεκριμένο και κάθε βάση ζευγαρώνει μόνο μεταξύ τους. Η αδενίνη ζευγαρώνει με θυμίνη ή ουρακίλη και η κυτοσίνη με γουανίνη. Τα συμπληρωματικά ζεύγη βάσεων αποτελούνται πάντα από βάση πουρίνης και βάση πυριμιδίνης για να διασφαλίζεται ότι η απόσταση μεταξύ των ζευγαρωμένων κλώνων είναι ομοιόμορφη και σταθερή.
Τρεις από τις βάσεις – αδενίνη, κυτοσίνη και γουανίνη – συνδέονται με νουκλεοτίδια που συνθέτουν τόσο μόρια DNA όσο και RNA. Ανάλογα με το αν το νουκλεϊκό οξύ είναι ένα μόριο RNA ή ένα μόριο DNA, θα καθοριστεί εάν η θυμίνη ή η ουρακίλη είναι η βάση που χρησιμοποιείται. Η θυμίνη χρησιμοποιείται μόνο για την παραγωγή μορίων DNA, ενώ η ουρακίλη βρίσκεται μόνο σε μόρια RNA. Αυτός είναι ένας από τους βασικούς τρόπους με τους οποίους διαφέρουν τα μόρια RNA και DNA.
Τα μόρια DNA και RNA έχουν τρεις διακριτές διαφορές. Η πρώτη διαφορά, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ήταν αν η βάση που χρησιμοποιήθηκε ήταν η ουρακίλη ή η θυμίνη. Η δεύτερη διαφορά είναι ότι το DNA είναι δίκλωνο ενώ το RNA είναι μονόκλωνο. Τέλος, το σάκχαρο πέντε άνθρακα είναι διαφορετικό για τα νουκλεοτίδια RNA σε σύγκριση με τα νουκλεοτίδια του DNA. Το σάκχαρο πεντόζης στο RNA είναι ριβόζη και έχει ένα άτομο οξυγόνου που δεν βρίσκεται στο σάκχαρο του DNA, τη δεοξυριβόζη.
Η δομή της ουρακίλης και της θυμίνης διαφέρει επίσης πολύ ελαφρώς. Η μόνη διαφορά είναι ότι η ουρακίλη δεν έχει μια μεθυλική ομάδα, ένα άτομο άνθρακα με συνδεδεμένα τρία άτομα υδρογόνου, που έχει η θυμίνη. Αυτή η μικρή διαφορά είναι αρκετή για να επιτρέψει στα ένζυμα να διακρίνουν μεταξύ μορίων DNA και RNA. Τα ένζυμα έχουν πολύ συγκεκριμένο σχήμα στο ενεργό σημείο όπου συνδέονται με άλλα μόρια. Η ομάδα μεθυλίου δίνει στη θυμίνη ένα διαφορετικό σχήμα από την ουρακίλη, η οποία διασφαλίζει ότι τα σωστά ένζυμα αλληλεπιδρούν με τα σωστά μόρια.