A seconda della sequenza e di altre condizioni, gli acidi nucleici possono formare una varietà di motivi strutturali che si pensa abbiano un significato biologico.

Stem-loop Stem-loop intramolecolare è un modello che può verificarsi nel DNA a singolo filamento o, più comunemente, nell’RNA. La struttura è anche conosciuta come una forcina o hairpin loop. Si verifica quando due regioni dello stesso filamento, di solito complementari nella sequenza nucleotidica quando lette in direzioni opposte, si accoppiano in base per formare una doppia elica che termina in un loop non accoppiato. La struttura risultante è un elemento chiave di molte strutture secondarie dell’RNA. DNA cruciforme Il DNA cruciforme è una forma di DNA non B che richiede almeno una sequenza di 6 nucleotidi di ripetizioni invertite per formare una struttura composta da uno stelo, un punto di diramazione e un’ansa a forma di cruciforme, stabilizzata dal superavvolgimento negativo del DNA. Sono state descritte due classi di DNA cruciforme: ripiegato e non ripiegato. G-quadruplex Le strutture secondarie G-quadruplex (G4) sono formate negli acidi nucleici da sequenze ricche di guanina. Sono di forma elicoidale e contengono tetradi di guanina che possono formarsi da uno, due o quattro filamenti. D-loop Un loop di spostamento o D-loop è una struttura del DNA in cui i due filamenti di una molecola di DNA a doppio filamento sono separati per un tratto e tenuti separati da un terzo filamento di DNA. Un R-loop è simile a un D-loop, ma in questo caso il terzo filamento è RNA piuttosto che DNA. Il terzo filamento ha una sequenza di basi che è complementare a uno dei filamenti principali e si accoppia con esso, spostando così l’altro filamento principale complementare nella regione. All’interno di quella regione la struttura è quindi una forma di DNA a triplo filamento. Un diagramma nell’articolo che introduceva il termine illustrava il D-loop con una forma simile a una “D” maiuscola, dove il filamento spostato formava il loop della “D”.