Karakteristik gugus fungsi dari alcohols dan
phenols adalah gugus hidroksil (—OH). Alkohol memiliki struktur umum R—OH, dalam
hal ini R merupakan gugus alkil. Phenol memiliki struktur yang sama tetapi
mengandung guus aril yang menggantikan gugus alkil. Keduanya dapat dilihat
seperti molekul air yang tersubtitusi yang mana salah satu atom hidrogennya
digantikan oleh gugus alkil atau aril.
Senyawa eter memiliki dua gugus alkil atau aril
yang berikatan dengan oksigen dan dapat dianggap sebagai
senyawa alkohol tersubtitusi. Gugus fungsi eter memiliki karakteristik R—O—R. Thiol
merupakan
kelompok senyawa yang mengandung gugus sulfhidril
(—SH). Senyawa ini juga memiliki kemiripan dengan alkohol.
Banyak
molekul biologi penting, meliputi gula (karbohidrat), lemak (lipids), dan protein, mengandung gugus
hidroksil dan thiol.
Dalam
sistem biologi gugus hidroksi seringkali dilibatkan dalam reaksi oksidasi,
reduksi, hidrasi dan dehidrasi. Pada reaksi glikolisis (pada proses metabolisme dengan
glukosa terjadi peruraian dan menghasilkan energi melalui pembentukan ATP), beberapa
tahapan pentingnya bergantung pada reaktifitas gugus hidroksil. Sebagian besar penduduk
dunia yang mengonsumsi alkohol diperoleh dari hasil fermentasi dengan
mengunakan yeasts. Gugus thiol ditemukan
dalam beberapa senyawa asam amino dan memiliki peran yang esensial pada protein
untuk mempertahan struktur tiga dimensinya yang dibutuhkan guna melakukan
fungsi biologinya. Sehingga gugus fungsi memiliki peran penting dalam sifat
kimia dan struktur molekul biologi. Gugus thiol dari asam amino cysteine yang
diberi warna biru dalam struktur lysine vasopressin dapat dilihat di gambar
atas.