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Le pirimidine sono basi azotate presenti negli acidi nucleici. Le loro molecole sono formate da un anello eterociclico azotato derivato dalla pirimidina, al contrario delle purine che constano invece di due anelli, come la purina da cui derivano. Le pirimidine più note sono la citosina, la timina e l'uracile dal momento che fungono come basi azotate del DNA e dell'RNA (l'uracile).
La sintesi delle pirimidine avviene utilizzando alcuni amminoacidi come fonti di carbonio e azoto (glutammina e aspartato), la CO2 come fonte di carbonio e ossigeno, l'ATP come fonte di energia e porta alla formazione di uridina-5-monofosfato (UMP) che è il precursore del CTP per mezzo dell'UTP. Il processo richiede 6 tappe per arrivare alla UMP ed è meno complesso della biosintesi delle purine. Non tutti gli enzimi sono citosolici, a differenza della biosintesi delle purine.
L'UMP reagisce con ATP per mezzo dell'UMP chinasi per dare uridina-5-trifosfato (UTP) e ADP+P. L'UTP reagisce con la glutammina e ATP per mezzo della CTP sintetasi per dare citosina-5-trifosfato (CTP), ADP+P e glutammato. La glutammina serve per donare un gruppo amminico a UTP, attaccato alla molecola dall'enzima. Lo stesso CTP inibisce la CTP sintetasi quando in eccesso, regolandola e regolando anche il rapporto tra UTP e CTP all'interno della cellula.
Analogamente alle purine, anche per le pirimidine esistono vie di salvataggio. Una pirimidina (timina, uracile, citosina, orotato) reagisce con PRPP per mezzo di una pirimidina fosforibosil transferasi per dare il corrispondente nucleoside pirimidinico più pirofosfato. Negli eritrociti l'enzima non converte la citosina.
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