Estas tienen un aminoácido ácido glutámico que es sustituido por valina en la posición 6 de la cadena polipeptídica de globina beta, que conduce a la producción de una hemoglobina funcionalmente defectuosa, la hemoglobina S. El ácido glutámico tiene carga negativa y la valina es hidrófoba, de manera que forma interacciones hidrofóbicas con alanina, fenilalanina y leucina, lo que promueve polímeros cruzados que deforman el glóbulo rojo.
El intercambio es consecuencia de una mutación puntual en la mencionada posición 6.
El gen de la cadena β está localizado en el cromosoma 11.
Esto da lugar a una enfermedad que puede ser muy grave, la anemia drepanocítica o de células falciformes, nombre motivado en que los eritrocitos tienen forma de hoz o media luna (drepanocitos).
[3] En los adultos las siguientes variantes de hemoglobina son normales y componen el total de hemoglobina: Se denomina hemoglbina S por corrimiento lento en la electroforesis(Slow)