Cytosin je jedním z 5 hlavních nukleobaz používaných při ukládání a transportu genetické informace uvnitř buňky v nukleových kyselinách DNA a RNA. Jedná se o pyrimidinový derivát s heterocyklickým aromatickým kruhem a dvěma připojenými substituenty (aminová skupina na pozici 4 a ketoskupina na pozici 2). Nukleosid cytosinu je cytidin. Při Watsonově-Crickově bázovém párování vytváří tři vodíkové vazby s guaninem.
Cytosin byl poprvé objeven v roce 1894, kdy byl izolován z tkání telecího brzlíku. Struktura byla navržena v roce 1903 a ve stejném roce byla v laboratoři syntetizována (a tedy potvrzena).
Cytosin nedávno našel využití v kvantových výpočtech. Poprvé byly
kvantově mechanické vlastnosti využity ke zpracování informací
proběhlo 1. srpna 1998, kdy výzkumníci v Oxfordu implementovali algoritmus Davida Deutsche na dvouqubitovém NMRQC (Nuclear Magnetic Resonance Quantum Computer) založeném na molekule cytosinu.
Cytosin lze nalézt jako součást DNA, RNA nebo jako součást nukleotidu. Jako cytidin trifosfát (CTP) může působit jako kofaktor enzymů a může přenášet fosfát za účelem přeměny adenosin difosfátu (ADP) na adenosin trifosfát (ATP).
V DNA a RNA se cytosin spáruje s guaninem. Je však ze své podstaty nestabilní a může se změnit na uracil (spontánní deaminace). To může vést k bodové mutaci, pokud ji neopraví DNA reparační enzymy.
Cytosin může být také metylován na 5-methylcytosin enzymem zvaným DNA methyltransferáza.