Gugus Fungsional Penting dalam Biologi

Gugus fungsional adalah gugus-gugus kimia pada molekul-molekul yang memungkinkan molekul tersebut memiliki sifat tertentu yang spesifik. Sebagai contoh adalah molekul estrogen dan testosteron, kedua molekul ini memiliki rangka karbon yang sama persis, namun keduanya memiliki gugus fungsional yang berbeda. Perbedaan gugus fungsional pada estrogen dan testosteron menghasilkan fungsi yang sangat berbeda jauh pada tubuh manusia.

Estrogen akan mempengaruhi tubuh untuk mengembangkan ciri-ciri sekunder wanita, seperti suara yang lembut, kulit lembut, muncul buah dada, dan pinggul membesar. Sedangkan testosteron akan mempengaruhi tubuh untuk mengembangkan ciri-ciri kelamin sekunder pria seperti suara yang membesar, muncul jakun, dada membidang, dan muncul rambut di beberapa tempat. Walaupun kedua molekul tersebut hanya memiliki sedikit perbedaan pada gugus fungsionalnya, namun sifat yang ditimbulkannya sangat berlawanan.

Gugus fungsional yang paling penting bagi kehidupan adalah hidroksil, karbonil, karboksil, amino, sulfihidril, fosfat, dan kelompok metal. Satu-persatu gugus fungsional akan dijelaskan sebagai berikut.

Hidroksil

Hidroksil ( - OH ) adalah gugus fungsional dimana atom hidrogen terikat pada atom oksigen. Gugus ini menyebabkan suatu molekul menjadi bersifat polar dan mudah larut dalam air. Gugus ini akan menempel pada rangka karbon dan membentuk molekul-molekul berakhiran –ol, seperti metanol, etanol, dan propanol.

Karbonil

Karbonil ( = CO ) adalah gugus fungsional dimana atom karbon terikat pada atom oksigen dengan ikatan rangkap. Bila gugus karbonil terletak di dalam rangka karbon akan membentuk kelompok keton, sedangkan apabila terletak di ujung rangka karbon akan membentuk aldehid. Contoh keton adalah aseton, sedangkan contoh aldehid adalah propanal.

Karboksil

Karboksil ( - COOH ) adalah gugus dimana molekul oksigen terikat pada atom karbon dengan ikatan rangkap, demikian juga terdapat - OH yang terikat dengan karbon tersebut. Gugus ini dapat mendoorkan H⁺ sehingga menyebabkan larutan bersifat asam. Gugus ini terdapat pada molekul asam organik seperti asam malat, asam fumarat, dan asam sitrat.

Gugus fungsional dalam biologi.

Amino

Amino ( - NH₂ ) adalag gugus dimana terdapat dua atom hidrogen berikatan dengan satu atom nitrogen. Gugus amino dan gugus karboksil akan menempel pada suatu rangka karbon dan membentuk asam amino. Contoh asam amino adalah alanin, sistein, dan triptofan.

Sulfihidril

Sulfihidril ( - SH ) adalah gugus yang terbentuk dari atom sulfur yang berikatan dengan atom hdrogan. Dua gugus sulfihidril berperan membentuk jembatan disulfida pada protein. Jembatan ini memungkinkan terciptanya struktur protein yang melekuk-lekuk. Banyaknya jembatan disulfida pada protein rambut menyebabkan rambut seseorang berbentuk keriting. Gugus sulfihidril terdapat pada asam amino sistein.

Fosfat

Fosfat ( - PO₄^-2 ) adalah gugus fungsional dimana empat atom oksigen berikatan dengan satu molekul belerang. Terdapat dua atom oksigen yang memiliki muatan negatif. Molekul yang memiliki gugus fosfat memiliki kemungkinan besar bereaksi dengan air dan melapaskan energi. Contoh molekul yang memiliki gugus fosfat adalah ATP (adenosine trifosfat), suatu molekul pembawa energi bagi makhluk hidup.

Metil

Metil ( - CH₃ ) adalah gugus fungsional dimana satu atom karbon berikatan dengan tiga atom hidrogen. Tambahan molekul metil pada DNA dapat menyebabkan terjadinya ekspresi gen. Contoh molekul yang mengandung gugus metil adalah 5-metil-citidin.

Gugus fungsional memiliki peran yang penting dalam memodifikasi rangka karbon. Perbedaan pada gugus fungsional dapat mengakibatkan perbedaan kerja dari rangka karbon tersebut dalam tubuh makhluk hidup. Rangka karbon tanpa disertai gugus fungsional tidak akan dapat menjalankan fungsinya di dalam tubuh.