Arvelighed
Seglcelleanæmi er som beskrevet ovenfor en autosomal recessiv sygdom. Det betyder, at sygdomsgenet befinder sig på autosomerne modsat ved X- eller Y-bundne sygdomme, hvor sygdomsgenet befinder sig på og nedarves gennem disse. At sygdommen er recessiv, betyder, at en enkel kopi af et sygdomsgen ikke er nok til, at sygdommen kommer til udtryk i organismen. Det kan enten skyldes, at det syge protein ikke bliver dannet i tilstrækkelige mængder (hvis det er det, der er mutationen) eller at det raske gen stadig fungerer som normalt, og at det deraf dannede protein evt. kan blive opreguleret. Ved seglcelleanæmi er det dog ikke helt så firkantet, da man selv ved blot en enkel kopi af det syge gen, kan have symptomer på sygdommen.
Selve sygdommen
Raskt hæmoglobin er et stort molekyle bestående af 574 aminosyrer. Disse er grupperet i fire subunits, to alfa-globiner og to beta-globiner. Idet glutaminsyre, som ellers har en negativ ladet sidegruppe, erstattes af valin, som har en uladet sidegruppe, vil beta-globinmolekylet klumpe sammen, særligt når det ikke er iltet. Som figur 14 illustrerer, har et Hb-A (raskt hæmoglobin) to uladede grupper, når det ikke er iltet, mens Hb-S (muteret hæmoglobin) har fire uladede grupper, når molekylet ikke er iltet. Det fører til sammenklumpning, og giver Hb-S sit navn med dets tendens til at antage seglform ved lav iltspænding. Det modsatte gælder for den raske udgave, det er dobbelt bikonkav (set fra siden af formet som en spredelinse, dvs med fordybninger på hver side). Således bliver de røde blodlegemer stive og ustabile, hvilket kraftigt øger risikoen for, at cellerne klumper sammen med andre ikke-iltede blodlegemer, når de selv har afgivet deres O2.
Da de røde blodlegemer netop afgiver deres ilt ude i vævene, er det derfor herude, der er størst risiko for blodpropper med smertefulde infarkter (lokal vævsdød som følge af iltmangel), særligt i knoglerne, centralnervesystemet og milten.