Stem-Loops treten in Prä-microRNA-Strukturen und am bekanntesten in Transfer-RNA auf, die drei echte Stem-Loops und einen Stem enthalten, die sich in einem Kleeblattmuster treffen. Das Anticodon, das während des Translationsprozesses ein Codon erkennt, befindet sich auf einer der ungepaarten Schleifen in der tRNA. Zwei verschachtelte Stammschleifenstrukturen treten in RNA-Pseudoknoten auf, wobei die Schleife einer Struktur einen Teil des zweiten Stammes bildet.
Viele Ribozyme weisen auch Stammschleifenstrukturen auf. Das selbstspaltende Hammerhead-Ribozym enthält drei Stammschleifen, die sich in einer zentralen ungepaarten Region treffen, in der die Spaltstelle liegt. Die grundlegende Sekundärstruktur des Hammerhead-Ribozyms ist für die Selbstspaltungsaktivität erforderlich.
Haarnadelschleifen sind häufig Elemente innerhalb der 5’UTR von Prokaryoten. Diese Strukturen werden häufig durch Proteine gebunden oder bewirken die Abschwächung eines Transkripts, um die Translation zu regulieren.
Die mRNA-Stammschleifenstruktur, die sich an der Ribosomenbindungsstelle bildet, kann eine Initiierung der Translation steuern.
Stem-Loop-Strukturen sind auch wichtig bei der prokaryotischen rho-unabhängigen Transkriptionsterminierung. Die Haarnadelschleife bildet sich während der Transkription in einem mRNA-Strang und bewirkt, dass die RNA-Polymerase vom DNA-Template-Strang dissoziiert wird. Dieser Prozess wird als rho-unabhängige oder intrinsische Terminierung bezeichnet, und die beteiligten Sequenzen werden Terminatorsequenzen genannt.