De um pouco de pesquisa que eu fiz, o que eu entendi é que, o tempo de execução usa o GAC (C: \ Windows \ Microsoft.NET \ assembly).
Os assemblies em C: \ Arquivos de Programas (x86) \ Assemblies \ Microsoft \ Framework \ v3.5 de Referência são apenas para propósitos de desenvolvimento (a serem usados pelo Visual Studio durante o desenvolvimento).
Por favor, corrija-me se estiver errado.