Les boucles de tige se produisent dans les structures de pré-microARN et le plus célèbre dans l’ARN de transfert, qui contiennent trois vraies boucles de tige et une tige qui se rencontrent dans un motif de trèfle. L’anticodon qui reconnaît un codon pendant le processus de traduction est situé sur l’une des boucles non appariées de l’ARNt. Deux structures de tige-boucle imbriquées se produisent dans les pseudoknots d’ARN, où la boucle d’une structure fait partie de la deuxième tige.
De nombreuses ribozymes présentent également des structures en boucle de tige. Le ribozyme à tête de marteau auto-clivante contient trois boucles de tige qui se rencontrent dans une région centrale non appariée où se trouve le site de clivage. La structure secondaire de base du ribozyme à tête de marteau est nécessaire à l’activité d’auto-clivage.
Les boucles en épingle à cheveux sont souvent des éléments présents dans le 5’UTR des procaryotes. Ces structures sont souvent liées par des protéines ou provoquent l’atténuation d’une transcription afin de réguler la traduction.
La structure tige-boucle de l’ARNm se formant au site de liaison du ribosome peut contrôler une initiation de la traduction.
Les structures tige-boucle sont également importantes dans la terminaison de transcription rho-indépendante des procaryotes. La boucle en épingle à cheveux se forme dans un brin d’ARNm pendant la transcription et provoque la dissociation de l’ARN polymérase du brin modèle d’ADN. Ce processus est connu sous le nom de terminaison rho-indépendante ou intrinsèque, et les séquences impliquées sont appelées séquences terminatrices.