Obstajata dve vrsti nukleotidov, ki se uporabljata za ustvarjanje verig DNK in RNA: purini in pirimidini. Glede na njihovo strukturo je pet nukleotidov razvrščenih kot purin ali pirimidin. Nukleotidi citozin, timin in uracil so pirimidini in nastajajo z biosintezo pirimidina.
Vsi nukleotidi imajo podobno osnovno strukturo, saj so sestavljeni iz molekule sladkorja s petimi ogljiki, ki je vezana na bazo, ki vsebuje dušik, in fosfatno skupino. Struktura dušikove baze je tisto, kar razlikuje pirimidine od purinov. Razlikujejo se tudi po načinu sintetiziranja.
Biosinteza pirimidina se lahko pojavi tako znotraj živega organizma kot zunaj ali in vivo in in vitro. Obstajata dve različni poti za biosintezo purinov in pirimidina, ki sta de novo in reševalne poti. Med biosintezo de novo se nukleotid sintetizira iz nič ali pa se iz molekul, ki ga sestavljajo, ustvari nov pirimidin. Pirimidini, ki so že nastali, se uporabljajo ali reciklirajo med biosintezo reševanja. V obeh primerih je zadnji korak postopka pritrditev pirimidina na ribozni sladkor.
Glavni način, kako se biosinteza pirimidina razlikuje od biosinteze purinov, je, kako se sestavi pirimidin ali purin. Med biosintezo pirimidina se najprej zgradi pirimidin in nato pritrdi na sladkor riboze. Nasprotno pa so purini zgrajeni prav na sladkorju riboze.
Pirimidinska dušikova baza je sestavljena iz šestčlenskega obroča, ki vsebuje dva dušikova atoma na mestih XNUMX in XNUMX znotraj obroča. To je del pirimidina, ki je dokončan, preden se veže na sladkor riboze. Obstaja šest korakov, ki vodijo do tvorbe pirimidina iz dveh prekurzorskih molekul, ki sta karbamoil fosfat (karbamoil-P) in asparaginska kislina.
Glede na vrsto organizma se za izvedbo šestih korakov biosinteze pirimidina uporablja različno število encimov. V bakterijah je šest različnih encimov ali po en za vsak korak procesa. Pri sesalcih so potrebni le trije encimi.
Pri ustvarjanju pirimidina je vključenih več različnih kemičnih reakcij. Prva dva koraka vključujeta proizvodnjo karbamoila-P, ki se nato poveže z aminsko skupino (-NH2), ki vsebuje en atom dušika in dva atoma vodika. Na tej točki je obroč zaprt in zagotavlja osnovno strukturo dušikove baze. Zadnji trije koraki povzročijo, da je pirimidinski obroč dokončan in pritrjen na sladkor s petimi ogljikovimi ribozo.