Pirimidin adalah kelompok molekul yang merupakan bagian dari struktur DNA dan RNA. Molekul-molekul ini memiliki struktur cincin tunggal yang terbuat dari enam atom. Ada beberapa molekul pirimidin, tetapi hanya sitosin dan timin yang merupakan bagian dari struktur DNA, sedangkan sitosin dan urasil adalah bagian dari struktur RNA. Molekul-molekul ini mengikat dengan rekan purin mereka untuk bergabung dengan dua untai polimer DNA atau RNA. Obat-obatan yang mirip dengan pirimidin telah digunakan untuk mengobati kondisi tertentu termasuk kanker kulit dan keratosis.
Sitosin, timin, dan urasil memiliki struktur cincin beranggota enam. Urasil memiliki dua atom oksigen yang melekat pada cincin. Sitosin memiliki satu atom oksigen dan satu gugus amina (-NH2) yang terikat pada cincin, sedangkan timin memiliki dua atom oksigen dan satu gugus metil (-CH3) yang terikat pada cincin. Struktur cincin masing-masing molekul pirimidin ini mengandung dua atom nitrogen dan empat atom karbon.
Pirimidin mengikat dengan purin untuk bergabung dengan dua untai polimer DNA atau RNA. Adenin dan guanin adalah purin dan masing-masing memiliki cincin beranggota lima dan enam yang bergabung bersama. Dalam DNA, sitosin berikatan dengan guanin, dan timin berikatan dengan adenin. Hubungan antara sitosin dan guanin terbuat dari tiga ikatan hidrogen, sedangkan hubungan antara timin dan adenin memiliki dua ikatan hidrogen. Pada RNA, urasil menggantikan timin dan berikatan dengan adenin.
Ketika gugus gula terikat pada pirimidin atau purin, itu disebut nukleosida. Deoxycytosine dan (deoxy)thymidine adalah nukleosida pirimidin dan deoxyadenosine dan deoxyguanosine adalah nukleosida purin. Dalam DNA, gulanya adalah deoksiribosa, yang merupakan molekul gula lima karbon yang tidak memiliki gugus hidroksil (-OH) yang biasanya ada dalam molekul gula ribosa. Dengan RNA, molekul gula adalah ribosa, dan nukleosida umumnya dinamai tanpa awalan ‘deoksi’.
Nukleotida lengkap terdiri dari basa nitrogen, yang merupakan pirimidin atau purin, molekul gula dan gugus fosfat. Gugus fosfat berikatan dengan molekul gula nukleosida melalui ikatan ester. Satu nukleotida terikat pada nukleotida lain melalui ikatan fosfodiester.
Flurouracil adalah obat yang strukturnya mirip dengan pirimidin urasil. Biasanya digunakan untuk mengobati jenis kanker kulit tertentu yang disebut karsinoma sel basal superfisial dan penyakit kulit lainnya, termasuk lesi bersisik atau berkerak yang disebabkan oleh terlalu banyak paparan sinar matahari. Obat tersebut biasanya dijual dalam bentuk krim.