DNA ja RNA ahelate loomiseks kasutatakse kahte tüüpi nukleotiide: puriinid ja pürimidiinid. Struktuuri järgi klassifitseeritakse need viis nukleotiidi puriiniks või pürimidiiniks. Nukleotiidid tsütosiin, tümiin ja uratsiil on pürimidiinid ja neid toodetakse pürimidiini biosünteesi teel.
Kõigil nukleotiididel on sarnane põhistruktuur, kuna need koosnevad viiest süsinikust koosnevast suhkrumolekulist, mis on seotud lämmastikku sisaldava aluse ja fosfaatrühmaga. Lämmastikaluse struktuur eristab pürimidiine puriinidest. Need erinevad ka nende sünteesimise viisi poolest.
Pürimidiini biosüntees võib toimuda nii elusorganismis kui ka väljaspool või in vivo ja in vitro. Puriini ja pürimidiini biosünteesiks on kaks erinevat rada, mis on de novo ja päästerajad. De novo biosünteesi käigus sünteesitakse nukleotiid nullist või luuakse selle moodustavatest molekulidest uus pürimidiin. Juba moodustunud pürimidiine kasutatakse või taaskasutatakse päästebiosünteesi käigus. Mõlemal juhul on protsessi viimane etapp pürimidiini kinnitamine riboossuhkru külge.
Peamine viis, kuidas pürimidiini biosüntees erineb puriini biosünteesist, on pürimidiini või puriini kokkupanemine. Pürimidiini biosünteesi käigus ehitatakse kõigepealt pürimidiin ja seejärel kinnitub see riboossuhkru külge. Seevastu puriinid on ehitatud otse riboosi suhkrule.
Pürimidiini lämmastikalus koosneb kuueliikmelisest ringist, mis sisaldab kahte lämmastikuaatomit tsüklis esimesel ja kolmandal positsioonil. See on pürimidiini osa, mis valmib enne, kui see kinnitub riboossuhkru külge. Seal on kuus etappi, mis viivad pürimidiini moodustumiseni kahest prekursormolekulist, milleks on karbamoüülfosfaat (karbamoüül-P) ja asparagiinhape.
Sõltuvalt organismi tüübist kasutatakse pürimidiini biosünteesi kuue etapi läbiviimiseks erinevat arvu ensüüme. Bakterites on kuus erinevat ensüümi või üks iga protsessi etapi jaoks. Imetajatel on vaja ainult kolme ensüümi.
Pürimidiini loomisel osalevad mitmed erinevad keemilised reaktsioonid. Esimesed kaks etappi hõlmavad karbamoüül-P tootmist, mis seejärel liidetakse amiinirühmaga (-NH2), mis sisaldab ühte lämmastikuaatomit ja kahte vesinikuaatomit. Sel hetkel on rõngas suletud ja annab lämmastikaluse põhistruktuuri. Viimase kolme etapi tulemusel valmib pürimidiinitsükkel ja ühendatakse viie süsiniku riboosi suhkruga.