Hombre, ¿cuello de botella en una ATI 4850 con un E5200?, pues no, si tubieses una 5970, seguro que si pero por el PCIe 1.0 de la placa... ¿que podria rendir mejor tu grafica con ram mas rapida y mas de velocidad en la CPU? pues algo, pero no gran cosa.
Si tienes un disipador de CPU decentillo y no el de stock de Intel, prueba a subir un poco la CPU (overclock), los E5200 suben bastante bien y ganarias algo de rendimiento pero no esperes una gran mejoria, tambien puedes hacer overclock a la grafica, que entre una cosa y otra algo de rendimiento mejoraria, pero vigila las temperaturas que estas ATI son calentorras de la leche.
Tambien tengo una 4850 (TOXIC) y he tenido un C2D a 3GHz con 2GB DDR2 a 800MHz, ahora tengo un C2Q a 2.83GHz con 4GB DDR2 a 1100MHz... si te soy sincero en la mayoria de juegos el C2D iba mejor que el C2Q que tengo ahora siplemente por tener mas velocidad, en el juego que si he notado una mejoria notable ha sido el GTA4 por ejemplo, pero mas que nada porque ese juego chupa CPU como un loco. Tampoco es que haya probado muchos juegos, pero el incremento no ha sido espectacular en el resto.
Estoy casi en tu situacion en el sentido de la grafica, la 4850 para jugar a 1680x1050 que es resolucion de mi monitor se queda un poco escasa si quieres niveles de detalle muy altos, y olvidate de Anti-Alias porque si no los fps se caen por los suelos en algunos juegos. Dependiendo de la resolucion a la que quieras jugar, necesitaras una grafica mejor... yo andaba mirando la 5850 pero ahora me pilla sin pasta (ademas paso de pagar mas de 200€ por una grafica), asi que aguantare con la 4850 un tiempo que ya me costo 179€ en su dia.
Calidad/precio yo creo que la 5850 es lo mejor que hay hoy en dia con DirectX11 y consigue el doble de fps que la 4850 e incluso mas en DirectX9/10/10.1, dependiendo de la resolucion claro esta, pero prepara 250-290€ segun el modelo. Para esta grafica ya si que seria interesante un procesador mas potente o un buen overclock del tuyo para que rinda como debe.
Salu2.