Uracil on yksi viidestä typpipitoisesta emäksestä, jotka kiinnittyvät soluissa oleviin nukleotideihin. Nukleotidi koostuu viiden hiilen sokerista, pentoosisokerista, johon on kiinnitetty fosfaattiryhmä ja emäs. Nukleotidit ovat kahden tärkeän nukleiinihapon – deoksiribonukleiinihapon, DNA: n ja ribonukleiinihapon, RNA: n – rakennuspalikoita. Muut neljä emästä ovat sytosiini, guaniini, adeniini ja tymiini.
Viisi perusta on jaettu kahteen ryhmään niiden rakenteen perusteella. Pyrimidiiniemäkset koostuvat yhdestä atomirenkaasta ja sisältävät sytosiinin, tymiinin ja urasiilin. Puriiniemäksissä on kaksinkertainen atomirengas ja ne sisältävät adeniinia ja guaniinia. Niitä kutsutaan typpipitoisiksi emäksiksi, koska ne sisältävät renkaassa (renkaissa) typpi- ja hiiliatomeja.
Emäkset solussa muodostavat parin DNA -molekyylien muodostamiseksi ja myös tiettyjen prosessien, kuten DNA: n replikaation ja proteiinisynteesin, aikana. Emästen pariliitos on hyvin spesifinen ja jokainen pohja muodostaa vain parin keskenään. Adeniiniparit tymiinin tai urasiilin kanssa ja sytosiiniparit guaniinin kanssa. Komplementaariset emäsparit koostuvat aina puriiniemäksestä ja pyrimidiiniemäksestä sen varmistamiseksi, että pariliitosten välinen etäisyys on tasainen ja vakaa.
Kolme emäksistä – adeniini, sytosiini ja guaniini – on kiinnittynyt nukleotideihin, jotka muodostavat sekä DNA- että RNA -molekyylit. Riippuen siitä, onko nukleiinihappo RNA- vai DNA -molekyyli, määritetään onko tymiini vai urasiili käytetty emäs. Tymiiniä käytetään vain DNA -molekyylien valmistukseen, kun taas urasiilia esiintyy vain RNA -molekyyleissä. Tämä on yksi tärkeimmistä tavoista, joilla RNA- ja DNA -molekyylit eroavat toisistaan.
DNA- ja RNA -molekyyleillä on kolme selvää eroa. Ensimmäinen ero, kuten edellä todettiin, oli se, onko käytetty emäs urasiili vai tymiini. Toinen ero on, että DNA on kaksijuosteinen, kun taas RNA on yksijuosteinen. Lopuksi viisi hiilisokeria on erilainen RNA -nukleotideille verrattuna DNA -nukleotideihin. RNA: ssa oleva pentoosisokeri on riboosi ja siinä on happiatomi, jota ei löydy DNA -sokerista, deoksiriboosista.
Myös urasiilin ja tymiinin rakenne eroaa hyvin vähän. Ainoa ero on se, että urasiilista puuttuu metyyliryhmä, hiiliatomi, johon on liitetty kolme vetyatomia ja joka sisältää tymiiniä. Tämä pieni ero riittää, jotta entsyymit voivat erottaa toisistaan DNA- ja RNA -molekyylit. Entsyymeillä on hyvin erityinen muoto aktiivisessa kohdassa, jossa ne kiinnittyvät muihin molekyyleihin. Metyyliryhmä antaa tymiinille erilaisen muodon kuin urasiilille, mikä varmistaa oikeiden entsyymien vuorovaikutuksen oikeiden molekyylien kanssa.