За наявності патологічного гену HbS, при деоксигенації  гемоглобін формує полімери Довгі ланцюги типу таких Деполімеризація можлива, але при повторному утворенні полімери акумулються Мембрана еритроциту деформується,  випинається та врешті-решт стає серповидною.