Raportăm un model la scară de 100 de milioane de atomi al unui întreg organit celular, o veziculă cromatoforă fotosintetică de la o bacterie purpurie, care dezvăluie cascada de etape de conversie a energiei care culminează cu generarea de ATP din lumina solară. Simulările de dinamică moleculară ale acestei vezicule elucidează modul în care complexele integrale ale membranei influențează curbura locală pentru a regla fotoexcitația pigmenților. Dinamica browniană a moleculelor mici din interiorul cromatoforului sondează mecanismele de transport direcțional al sarcinilor în diferite condiții de pH și salinitate. Reproducând proprietățile fenotipice pornind de la detalii atomistice, un model cinetic demonstrează că adaptările bacteriei la lumina scăzută apar ca un rezultat spontan al optimizării echilibrului dintre integritatea structurală a cromatoforului și conversia robustă a energiei. Sunt trasate paralele cu mașinăria bioenergetică mitocondrială mai universală, de unde se desprind informații la scară moleculară despre mecanismul îmbătrânirii celulare. Împreună, metoda noastră integrativă și experimentele spectroscopice deschid calea către modelarea în principii primare a celulelor vii întregi.
.