Richtig erkannt, der Atmega8u2 ist ausschließlich für die Kommunikation über USB verantwortlich. Beim Vorgängermodell des Uno, also dem Duemilanove saß hier noch ein Schnittstellenchip von FTDI.
Im geposteten Schaltplan ist etwas verwirrend, dass der zweite Mikrocontroller ein Mega8 sei, letztlich ist es ja doch ein Mega328.